斜拉索-非线性滞回阻尼器系统的振动控制试验研究

采用非线性滞回阻尼器构造一个斜拉索-非线性阻尼器系统,并利用磁滞系统的耗能特性,抑制斜拉索的振动.按照1∶12的缩尺比,在试验室中建立了一条原型为143m长斜拉索的试验模型,首先对没有阻尼器的斜拉索进行了振动控制试验研究,然后将非线性滞回阻尼器安装在靠近张拉端的附近,在另一端施加激励,对在不同阻尼器位置及不同激振力幅值下的斜拉索的动力响应进行试验研究,得到了对振动控制设计有较高应用价值的传递函数和等效阻尼比.     

基于Takagi-Sugeno模型的磁流变半主动悬架控制

采用精度较高的Bouc-Wen模型对磁流变减振器建模,建立了包含减振器非线性动态特性的1/4车辆模型.为了解决Bouc-Wen模型给磁流变半主动悬架系统带来的非线性,通过Takagi-Sugeno模糊建模对磁流变半主动悬架系统的非线性项进行局部线性化,并利用并行分布补偿(PDC)方法求取系统的控制器.设计了与Bouc-Wen模型相结合的磁流变半主动悬架控制系统,系统仿真结果和硬件在环仿真试验验证了该方法的有效性.     

振动压路机的一种非线性动力学建模与仿真

根据压实作业的实际情况,建立了可以反映土壤弹塑性变形和振动轮跳振的不同压实阶段特点的土壤非线性力学模型。一次近似的前提下,利用谐波线性化方法将滞回非线性力线性化为等效阻尼和等效刚度。通过数值仿真,对振动压路机-土壤系统的动力学特性进行了研究。压实前期土壤处于弹塑性变形阶段,振动轮与土壤保持接触;压实后期随着土壤密实度的增大,振动轮发生跳振,系统产生亚谐波振动,一定条件下出现混沌,合理地调整激励频率和激励幅度则可以有效地抑制振动轮混沌。     

典型Weiener模型和Hammerstein模型数学模型辨识方法

本文介绍的非线性动态系统中的典型Weiener模型如“线性—限幅”系统,“线性—死区一限幅”系统和典型Hammerstein模型如“死区—线性”系统,“滞环—线性”系统参数辨识方法,是在只知道系统输入和输出,而不知道中间变量任何信息的情况下,利用频谱分析方法,辨识出系统中线性和非线性部分全部参数的。最后,还对非线性特性辨识结果进行确认性检验。     

一类典型非线性-线性系统数学模型建立方法

对于典型的Hammerstein模型,如“死区一线性”和“空回一线性”系统模型,在非线性和线性部分之间的任何信息都不知道的情况下,只根据系统输入和输出信息,利用频谱分析方法,可以识别出非线性和线性部分的全部参数,并对非线性特性进行确认性检验。本文给出了识别系统全部参数的方法和步骤,最后以例题说明。     

考虑滞回非线性的飞行姿态backstepping全局滑模控制

针对存在不确定性和滞回非线性的三代战机姿态稳定控制问题,提出一种基于非线性干扰观测器的backstepping全局滑模控制策略。利用非线性干扰观测器对系统不确定性和滞回非线性部分进行观测补偿,取消了不确定项变化缓慢的限制条件。借鉴动态面控制思想,引入一阶滤波器降低了backstepping控制器的复杂程度。利用Lyapunov定理证明了系统的稳定性。仿真结果表明了该控制方案对不确定干扰的有效抑制和闭环系统良好的跟踪性能。     

超磁致伸缩执行器自适应离散滑模控制

超磁致伸缩材料具有滞回和本构强非线性特性,由其制成的微位移执行器的快速、精确控制问题亟待解决。分别应用均质能量场模型和粘弹性分布参数系统模型建立磁化模型和动力学模型,采用模型参考前馈逆补偿的方法,在控制过程中使用卡尔曼自适应滤波器降低干扰,对执行器实施离散滑模变结构控制。利用指数趋近率设计了自适应离散滑模变结构控制率,使控制系统的抖振幅度正比于切换函数,加快趋近滑模面速度,减小抖振。对所设计的控制率进行了的抖振分析并证明了其稳定性。在MatlabR2006a上进行了仿真,仿真结果表明所设计的控制率能够快速的收敛到滑模面,抖振幅度很小,能够很好的追踪输入轨迹。     

航天器供电系统S4MPR应用仿真研究

S4MPR电源调节技术在航天器出阴影区最大效率地利用了太阳电池阵列可输出的最大功率.将该电源调节非线性模型采用输入电流滞回法建立其线性模型,并针对太阳电池阵列PV及IV输出特性采用稳态小信号法优化了MPPE采样步偿.实验与仿真验证了S4MPR供电系统的最大功率充电特性与良好的负载母线调整能力.     

基于神经网络动态非线性非平稳经济系统预测

考虑实际经济系统中广泛存在着非线性和时变性因素，以及大部分变量的序列具有增增长特性，提出了用网络方法，建立实际经济系统的时变非线性模型，采用增广卡尔曼滤波算法训练神经网络，并根据先验信息（序列的时间增长特性）构造参数转移矩阵，对实际经济的预测分析结果证明，与传统定常非线性预测模型相比，该方法不仅可以在线递推预测，而且由于参数转移矩阵的引入，预测精度得到很大的提高。     

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。     

基于虚拟样机技术的受电弓/接触网系统研究

结合受电弓的开发过程，把虚拟样机技术运用到受电弓／接触网系统的研究中。建立其从轨道、机车、受电弓到接触网三维仿真模型，重点分析了弓网耦合系统的动力学特性、轨道激励对弓网振动特性的影响以及接触网的动应力分析。通过应用虚拟样机技术，阐述了虚拟样机技术对研究弓网系统动态受流和开发高速受电弓的作用和优点。     

Simulation and Experiment Based on FSMLC Method with EUPI Hysteresis Compensation for a Piezo-Driven Micro Position Stage

Micro/nano positioning technologies have been attractive for decades in industrial and scientific applications fields. The actuators have inherent hysteresis that can cause system unexpected behave in some extend. In this research, the authors used extented unparallel Prandtl-Ishlinshii(EUPI)models to represent the input-output relationship of a piezo-driven micro position stage. Integral inverse(I-I) compensator is used for compensating the hysteresis characteristics of the micro positioning stage and compared with direct inverse(D-I) compensator and inverse model(I-M) compensator. However,the accuracy and the robustness of the I-I compensator are worse when there is noisy in the system,a novel sliding-mode-like-control with EUPI(SMLC-EUPI) method was proposed and analyzed by different trajectory tracking experiments in Matlab environment. Though the above strategies can alleviate most deviation, the adjustment of the SMLC's parameters is very complex. So the fuzzy method is used to adjust these parameters and be verified by trajectory tracking experiments. Finally,for validating the proposed control method, the paper did the corresponding experiment in microscope with CMOS and obtained convincing results.     

振动陀螺椭圆参数的离散滑模控制

针对比例-积分-微分(proportional-integral-derivative, PID)控制下振动陀螺椭圆参数的控制精度和收敛快速性难以提升的问题, 提出了将离散滑模控制(discrete-time sliding mode control, DSMC)引入到振动陀螺的控制系统中的方法。该方法从表征振动陀螺工作状态的椭圆参数出发, 选取主波振幅和正交波振幅作为控制对象, 进而得到离散滑模控制律。基于Simulink模型分别在静止(0°/s)和动态(100°/s)条件下, 对椭圆参数进行PID控制和DSMC的仿真对比。10 s内的仿真结果表明: DSMC可使主波振幅误差减小16 LSB, 正交波振幅误差减小1 LSB; 静止条件下, 角度漂移速率减小0.36 deg/h; 动态条件下, 标度因数误差减小5 ppm。仿真结果体现了DSMC的鲁棒性和收敛快速性。     

基于磁流变减振器的整车控制方式研究

为了分析在二自由度车辆模型设计的磁流变减振器的控制器直接构成整车控制系统的可能性，设计了整车控制系统的两前、两后和四通道三种控制方式并建立了相应的仿真模型和确定了系统参数。研究表明，在二自由度车辆模型环境下设计的磁流变减振器的控制器可直接组合成整车控制系统，其中四通道控制方式比两通道控制方式的效果好15%左右。基于磁流变减振器的整车控制系统与基于液体减振器的整车振动系统相比，系统性能可以提高20%左右。     

对压电陶瓷执行器迟滞特性的智能建模

由于压电陶瓷执行器固有的迟滞非线性会影响系统的控制精度,甚至能导致系统不稳定,基于神经网络建立一个迟滞非线性的智能模型。提出一个迟滞因子将多映射的迟滞非线性转换成能够被神经网络逼近的一一映射。该模型结构简单,简化了辨识过程。最后用该方法对实际的压电陶瓷执行器进行建模,结果表明,该模型能够准确的逼近迟滞非线性。     

振速变化的环形活塞声源系统的设计分析与仿真研究

设计了环形平面活塞声源系统。从理论上导出了该系统远场指向性公式，并对其正确性和有效性进行了仿真分析。仿真结果表明：该阵地任何声频都有指向性；且环形活塞面积和相邻两活塞中心间距愈小、振速幅度愈大、活塞数量愈多，指向性愈强。当环形活塞的面积、振速幅度、数量一定，且相邻两活塞中心间距为活塞外直径（极限值）时，指向性最强。本文的研究在工程上具有重要的指导意义。     

基于WIENER模型的压电陶瓷神经网络动态迟滞模型的研究

从频域的角度分析，一般认为迟滞特性的形成是由于对输入信号进行了相位滞后而造成，从而形成了输入和输出的多值对应关系，但直接从相位滞后角度所建立的迟滞模型主要是对迟滞环中的主环进行逼近。该文给出了多值对应的迟滞特性的新解释，提出迟滞特性是由形成多值对应的相位滞后部分和动态非线性部分串联组成。采用改进的Wiener模型建立压电陶瓷的迟滞回环特性模型，仿真和实验结果表明在描述压电陶瓷的多值对应、动态特性及非线性特性方面，所提出的神经网络动态迟滞模型具有较高的精度。     

基于Gamma滤波的压电陶瓷动态迟滞建模研究

融合Gamma滤波和PI模型的结构,提出压电陶瓷的动态迟滞模型.借鉴PI模型的结构, 对Gamma滤波的各个环节的输出通过RBF神经网络进行静态非线性变换,并在其后与一个动态神经网络串联, 构成了一种新的神经网络迟滞模型.与静态PI 模型不同,由于新模型中含有动态的类迟滞算子与动态神经网络串联.所以, 所提出的迟滞模型是一种动态的迟滞模型.对压电陶瓷实际测量数据逼近和预测的结果表明,所提出的动态迟滞模型精度高,具有较强的泛化能力.