一个新自治混沌系统的动力学分析

提出了一个新的三维连续自治混沌系统.该系统含有4个控制参数,2个不同的非线性乘积项,并且方程式中含有指数形式的非线性项e(dz).利用理论推导、数值仿真对系统的基本动力学特性进行了分析,通过分岔图、Lyapunov指数图、Poincaré映射和相图等分析了控制参数变化时,系统动力学行为的变化.结果表明该新系统不但和Lorenz系统族有类似的性质,而且又呈现不同的非线性特征.     

超混沌时滞神经网络的同步及其仿真

时滞神经网络是解空间为无穷维的非线性动力系统,这样的系统可产生具有多个正的Lyapunov指数的超混沌行为。复杂的时间序列使得这类系统特别适用于保密通信中。针对一类时滞超混沌神经网络系统,利用单向耦合同步概念,设计了一个非线性控制器,并通过Lyapunov-Krasovskii方法和Halanay不等式引理分别给出了系统渐进同步和指数同步的与时滞无关的充分条件。通过引入控制矩阵正定的条件,避免了繁复的LMI计算,简化了控制过程。数值仿真验证了该方法的有效性,数值计算给出了指数同步率和控制参数的关系。     

多参数对混沌系统的影响

针对离散混沌系统有时会出现多个参数同时参与系统行为的情况,提出了多参数离散混沌系统的一般形式表达式。对于多参数离散混沌系统,如果确定了不同的系统参数,混沌系统的一般形式可转化为相应的混沌系统。通过对多参数离散混沌系统的动力学行为分析,发现同一离散混沌系统在多个参数的影响下,会出现复杂的动力学行为。给出了分岔序列的具体计算方法和步骤,数值模拟实验表明该方法的正确性和有效性。     

不对称非线性蔡氏电路产生的混沌现象分析

为了更确切地描述实际系统中的混沌现象,提出了一种变形蔡氏电路,它含有一个不对称非线性阻性元件。对该电路进行了深入的数学分析;并在MATLAB环境下,对其产生的混沌现象进行了仿真分析。分析结果表明:改变电路中的线性电阻值R,可以观察到直流平衡态、Hopf分岔、倍周期分岔、单涡卷混沌吸引子、周期性窗口和不对称双涡卷混沌吸引子等非线性动力学行为;混沌系统对初始条件极其敏感;不对称非线性蔡氏电路有其特殊的性质。     

双渠道回收闭环供应链演化博弈复杂性与控制

构建了一个由制造商与零售商同时回收废旧电子产品的闭环供应链模型,拟分析新产品与再制品差别定价销售行为的市场运营模式。运用博弈论、混沌动力学和复杂动力学理论,结合数值实验计算进行理论验证和现实仿真方法。研究表明,制造商和零售商的决策变量调节速度过快时,均会使得系统陷入一种混沌无序的状态。鉴于混沌系统的危害,采用调整参数可以对混沌进行了有效的控制,研究具有很好的理论和实际应用价值。     

一个新自治混沌系统的混沌同步控制

研究了一个新的三维自治混沌系统的动力学行为和混沌同步问题.对该混沌系统的初值敏感性程度进行了理论分析和数值验证,对平衡点处发生分岔的类型进行了分析.最后基于耦合同步法,通过选取适当的耦合参数,实现了对系统的混沌态的同步控制.     

新Lü系统的混沌同步控制

研究了新Lü系统的混沌同步问题。基于Lyapunov稳定性理论,首先利用非线性反馈控制实现了具有丰富动力学行为的两新Lü混沌系统的自同步以及新Lü系统与Lorenz系统间的异结构同步,其次利用线性耦合的方法探讨了该系统耦合自同步的充分条件。获得了使新Lü系统渐近同步的控制方法。严格的数学理论分析和Matlab的数值仿真都证明了所给方法的有效性。     

超机动飞行自抗扰控制律设计与仿真

提出了一种利用自抗扰控制器算法设计超机动飞行控制系统的新方法。根据自抗扰控制器可以动态补偿系统模型扰动和外扰的特点,在超机动飞行快回路和慢回路中引入自抗扰控制器,实现了快变量和慢变量的动态解耦控制。直接针对飞机超机动飞行条件下的强耦合、强非线性模型进行控制律设计,符合超机动飞行控制的非线性、模型摄动大、模型不精确等特点,在很大的包线范围内不需要改变控制器的结构和参数,简化了设计过程。大包线范围内的大迎角机动仿真结果表明,系统具有良好的动态和稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性,为解决超机动飞行控制问题提供了一种新的途径。     

非线性转子-机匣密封碰磨混沌系统的自适应控制研究

随着旋转机械结构参数的提高,作用在转子上的气流激振力将显著增大。针对转子-机匣密封碰磨系统进行了研究。应用Muszynska非线性密封力模型,建立在气流激振力作用下的转子-机匣碰磨系统耦合动力学方程。根据自适应控制理论,给出一种多重参数自适应控制算法。利用此方法对转子-机匣密封碰磨系统进行了研究,研究结果表明,提出的参数自适应控制律具有较强的稳定控制能力,该方法适合于多重参数非自治复杂混沌系统,在外界干扰下引起混沌状态的情况,可自适应地调整到正常的工作状态,为旋转机械的理论设计和故障动态监测提供了理论依据,具有重要的实际工程应用价值。     

分数阶Chua系统中的混沌现象及其同步控制

对分数阶Chua系统的混沌动力学行为做了更进一步的研究,研究发现Chua系统出现混沌的最低阶数仅为0.3,并算得此时系统的最大Lyapunov指数为0.0164:其次,对分数阶Chua等一类具有一个标量非线性项的分数阶混沌系统给出控制策略,讨论了其观测器的设计问题,对该类分数阶混沌系统,给出了一个合适的控制器U,在此控制输入下仅利用一个非线性标量信号实施反馈就可以使观测器的状态变量与被观测分数阶混沌系统的状态变量达到同步.理论分析及仿真结果都证明了该同步方案的有效性.     

三相电压型PWM整流器建模和仿真研究

三相电压型PWM整流器(VSR)广泛用于AC/DC/AC系统前端整流.考虑到VSR本身非线性特点,建立适合于控制器设计上的数学模型比较困难,提出了一种状态反馈解耦控制电流内环和直流电压平方外环的电压型PWM整流器新型控制策略,基于功率平衡理论,采用解耦状态反馈控制方法,分析并建立了三相电压型PWM整流器d-q坐标系下的线性化数学模型.由于采用直流电压平方外环,使典型的非线性模型线性化,控制器设计直观精确,提高了直流电压和网侧电流的跟踪能力,改善了波形.提出了一种空间矢量的简化算法,简化了运算过程.在MATLAB/SIMULINK环境中建立了仿真模型.仿真结果表明:所设计整流器具有优良的稳态性能和快速的动态响应,实现简单,具有一定的实用价值.     

基于“当前”统计模型的高动态GPS信号跟踪算法

提出了一种新的高动态GPS信号跟踪算法,基于＂当前＂统计模型对载波瞬时相位过程、瞬时频率及瞬时频率变化率过程进行建模;在此基础上,结合系统状态方程为线性而量测方程为非线性的特性,采用简化UKF算法对信号参数进行估计,同时采用EKF和标准UKF滤波算法在同等条件下对信号参数进行估计比对。仿真结果表明对信号参数所建模型能真实反映信号的过程,验证了所建模型的正确性的;简化UKF参数估计结果不仅精度与标准UKF相当且具有较高的运算效率,能更好满足高动态下的实时性需求。

Abstract：

A new high dynamic GPS signal tracking algorithm was proposed.Based on current statistical model,a new model for the GPS signal transitional process was established.Since the system involved a linear state equation and a nonlinear measurement equation,a simple Unscented Kalman Filter （UKF） algorithm was applied to estimation the signal parameters.For comparison purpose,an Extended Kalman Filter （EKF） algorithm and a standard UKF algorithm were also applied to the system to illustrate the effectiveness of the proposed filtering algorithm.Simulation results show that the new model can precisely represent the real signal process,and the simple UKF algorithm achieves high precision comparable to standard UKF with higher operation efficiency.Therefore,the new model and the proposed algorithm can satisfy real time requirement in high dynamic environment.     

火电机组免疫单神经元非线性控制方法仿真研究

针对火电单元机组控制系统,提出一种免疫单神经元非线性控制策略,并设计出一种新的非线性输出跟踪控制器.该控制器由稳定逆系统和免疫单神经元自适应PID反馈控制器组成.前者是根据逆系统方法求取的,用于提高系统的响应速度;而后者,则是利用生物免疫反馈规则,使神经元比例系数可以随工况的变化自动进行调整,用于提高系统的稳定性.通过不同负荷下的仿真结果表明,该控制策略具有较强的动态解耦能力,鲁棒洼,自适应能力以及快速稳定跟踪能力.     

钢球磨煤机的动态参数模型与仿真研究

火电厂锅炉制粉系统的钢球磨煤机是多变量耦合、时滞及非线性的复杂对象,其复杂的动态特性,使其数学模型很难得到,投入自动控制的效果不理想。本文根据制粉系统钢球磨煤机的工作过程机理,研究了各输入、输出之间的相互影响关系,通过集中参数方法建立了钢球磨煤机的动态参数模型,用三输入三输出的状态方程表示。此模型很好地揭示了钢球磨煤机的运行状况及其非线性、强耦合的特性, 而且适合于不同类型的钢球磨煤机。动态参数模型仿真模块用Matlab 的Simulink 编写,仿真效果与实际运行相符, 因此为火电厂锅炉制粉系统的先进控制研究提供了良好的数学模型基础。     

基于多体动力学理论的履带车辆悬挂特性仿真研究

采用实体建模的多体系统动力学方法，以某型履带车辆为例，建立了整车实体模型，分析了悬挂系统的非线性特性，并建立了悬挂系统模型。通过该型车辆的变悬挂参数仿真，分析了履带车辆整车模型的动力学特性。数值仿真和现场试验结果的对比表明，采用多体动力学方法研究车辆悬挂特性具有很高的可信度。通过对车辆乘坐舒适性的研究，得出了悬挂参数应随工况而改变（即采用阻尼可调式半主动悬挂）可改善车辆乘坐舒适性的结论。该模型能真实反映车辆行驶时的动力学特性，其建模方法还可以应用于类似车辆的动力学特性研究。     

基于矢量频率锁定环的高动态GPS信号跟踪

研究了高动态环境下矢量跟踪算法在GPS接收机中的应用,提出了一种适合高动态环境的矢量频率跟踪算法。当接收机存在高动态时,与由其引起的多普勒频率的变化率相比,由卫星运动引起的多普勒频率的变化率非常小,多普勒频率的变化主要由接收机的动态引起。对各个通道来说接收机的速度与加速度等状态信息是共同的,因此利用矢量跟踪的方法从各个通道的量测数据中直接估计接收机的速度、加速度等状态,可以有比通常的标量跟踪更低的跟踪门限,而在相同的载噪比下,可以有比通常的标量跟踪更好的估计精度。给出了一种适合高动态环境的矢量频率锁定环(VFLL)的结构,详细分析了导航滤波器的系统转移方程与量测方程,讨论了导航滤波器的实现。利用非线性估计的方法代替鉴频器提取频率误差,提高矢量跟踪的性能。由于矢量跟踪的性能是与想定相关的,在典型的高动态情景下,根据具体的想定,利用仿真的方法分析了矢量频率锁定环的跟踪性能。仿真结果表明矢量跟踪在高动态环境下可以有比标量跟踪更好的优势,能很好地跟踪GPS接收机的高动态信号。     

运架梁起重船吊重摆动分析

以运架梁起重船为对象,对其作业过程中吊重的非线性动力学响应进行研究。基于吊摆系统的几何约束,构建了多点吊摆系统的双摆模型,运用带乘子的拉格朗日方程建立了吊摆系统的非线性动力学模型,对规则波条件下3000吨大型起重船吊重的动力学响应进行了仿真分析。比较了线性及非线性方程下吊重的运动规律以及船舶纵摇角对双摆系统摆角的影响,讨论了变绳长的方法对吊物系统的摆幅进行控制的理论模型。同时,对提出的理论模型仿真结果与Adams刚体动力学模型结果进行了比较分析。     

电机-泵复合控制作动系统的建模与分析

设计了一种新型功率电传作动系统——电机-泵复合控制作动系统。论述了其设计思想和工作原理，建立了各个子系统的动态方程和整个系统的模型，并对模型加以合理的简化，对线性系统，运用二次型理论对系统加以优化设计，对非线性系统，采用了传统的PID控制。用MATLAB仿真，结果表明所设计的复合控制作动系统的方案可行性，控制策略具有良好的动态性能，对下一代作战飞机机载作动系统的研制具有实际指导意义。     

飞机拦阻系统非线性控制仿真分析

针对飞机拦阻系统采用非线性控制进行了机构实现分析,利用状态反馈线性化及线性系统二次性能指标最优控制设计方法设计了非线性控制规律。建立了跟踪控制飞机位移及速度的非线性控制仿真模型,针对系统参数变化及飞机撞网速度测量值有偏差状况,进行了鲁棒性仿真分析,仿真结果表明:采用非线性控制,系统动态响应快,跟踪特性好,鲁棒性强,拦阻指标容易满足。     

一种非线性融合系统中的传感器管理方法

针对非线性非高斯动态跟踪系统,提出一种基于序贯蒙特.卡洛粒子滤波的传感器管理方法。该方法首先利用粒子滤波计算目标的协方差;然后利用信息熵计算目标的信息增量;最后利用信息增量大小实现传感器资源对目标的分配。仿真结果表明,在非线性系统下,该方法对传感器管理具有较高的精确性、实时性和鲁棒性。