分布参数系统中传感器位置的优化

针对实际工程问题中的分布参数系统输出和状态检测传感器存在观测噪声的情况,提出了一种基于信息矩阵行列式的优化算法,得到分布参数系统检测传感器的最佳位置配置,同时获得系统状态的最优估计.该算法通过对分布参数进行参数辨识,得到信息矩阵,利用其行列式优化传感器的位置配置.仿真结果表明了该方法的有效性,对分布参数系统输出和状态检测传感器位置选择具有参考价值.     

基于叶尖定时单参数法的叶片共振倍频数辨识

针对传统基于叶尖定时的单参数法无法实现叶片共振倍频数测量的缺点,分析了该方法无法实现叶片共振倍频数辨识的原因,在此基础上,研究了一种利用多只传感器的叶尖定时数据实现叶片共振倍频数测量的方法.通过分析振动相位信息实现叶片共振倍频数辨识,并对传感器安装角度进行了优化.所提算法在叶尖定时测量系统定时精度较高时,采用2只传感器即可实现转动叶片共振倍频数测量;在定时精度较低的情况下,采用3只传感器可实现叶片振动倍频数准确辨识.利用叶尖定时系统对实际高速转子叶片进行叶尖定时测量实验,并利用所提算法对叶片共振倍频数进行辨识,实验结果证明了理论分析的正确性与所提方法的有效性.     

分布参数系统传感器位置优化策略的小波算法

传感器位置配置是分布参数系统实现最优控制的关键问题之一，不仅和边界条件有关，还和输入信号、系统噪声、测量噪声、过程的动态特性等因素有关，各个因素对最佳测量位置的影响各不相同。分布参数系统状态在空间具有无穷维自由度，而测量通常只是在空间离散的有限个点上进行，并且受到噪声的污染，因此，选择分布参数系统测量位置具有重要的意义。本文基于正交函数逼近理论，用小波作为分析工具对分布参数系统的传感器测量点的位置优化问题进行研究。仿真结果表明：该方法对于分布参数系统的传感器位置的优化选择具有重要意义。     

基于Haar小波微分运算矩阵的分布参数系统辨识

在Haar小波正交逼近变换的基础上,对一阶线性分布参数系统参数辨识问题进行了研究.利用微分运算矩阵及其性质,将原偏微分方程描述的线性分布参数系统转化为一组代数矩阵方程,再利用最小二乘法,确定出待辨识的系统参数.基于Haar小波微分运算矩阵方法与基于积分运算矩阵的方法相比,避免了对偏微分方程进行多重积分运算、再利用积分运算矩阵的过程;而且可以不考虑初始条件和边界条件,简化了问题的求解过程.仿真实例表明了该方法辨识精度高,待辨识的3个参数辨识率分别达到0.06％、1.17％、0.26％,可以作为一种解决分布参数系统辨识问题的工具.     

基于Fourier变换的分布参数系统静态检测传感器的部署

针对实际生活或者工程问题中的分布参数系统多个静态检测传感器的部署问题,给出了多元函数Fourier变换、三角网格感知距离、给定区域检测传感器最少数量的三条相关定理。提出了分布参数系统的状态变量的求解方法以及静态检测传感器的部署方案和部署数量的方法。该方法通过求出齐次分布参数系统的状态变量,给出模型参数的先验估计值取定第一个检测传感器部署位置,再根据传感器感知模型三角网格部署方法确定其他检测传感器的部署位置,最后计算出分布参数系统给定区域检测传感器的最少数量。     

大型立式淬火炉温度分布参数系统参数辨识算法

以块脉冲函数为基函数,利用正交函数变换将由偏微分方程描述的分布参数系统模型转化为最小二乘形式的代数方程,在此基础上推导出大型立式淬火炉温度分布参数系统的参数辨识算法,并进行仿真和31m立式淬火炉温度控制系统应用,该算法能够满足控制规律对参数辨识实时性和精度的要求。研究结果表明：基于正交函数逼近法的分布参数系统参数辨识算法的关键在于正交函数正、反向积分运算矩阵的求解。辨识过程中考虑大型立式淬火炉温度分布参数系统模型边界条件和初始条件的影响,提高参数辨识精度,参数辨识精度为-6％～6％,保持系统的空间分布特性,算法计算量小,可以实现在线参数辨识。     

双目立体视觉传感器结构参数优化设计

采用最优回归设计311-A方案设计实验,研究双目立体视觉传感器的结构参数对传感器测量精度的影响.根据实验结果,建立了双目立体视觉传感器的测量精度与传感器结构参数间的回归方程,并通过对优化模型的求解,得到了使双目立体视觉传感器测量精度更高的参数组合.结果表明,利用上述方法可以有效地提高双目立体视觉传感器的测量精度.     

基于微分算子小波变换的分布参数系统辨识

基于微分算子在紧支撑正交小波基下的精确显式表示,给出了一种分布参数系统辨识方法.将微分算子投影到小波空间,得出其矩阵表示形式,从而将分布参数系统转化为集中参数系统,再利用最小二乘参数估计的一次完成算法进行辨识.该方法不需要考虑初始条件和边界条件的影响,降低了计算的复杂程度;基于Daubechies(db1)小波的数值计算表明,在小波分解层数很低的情况下,辨识就具有很高的精度.     

数控机床进给系统模态参数的自激振辨识方法

为实现数控机床模态参数的现场辨识,提出了数控机床进给系统模态参数的快速自激辨识方法。利用G代码小线段编程方法,实现了数控机床进给系统振动的激励,并通过内置传感器信号(光栅、编码器、电流)采集了进给系统的振动信息。采用ARMA模型的响应信号模态参数辨识方法分析内置传感器信息,得到了进给系统轴向和扭转振动的模态参数。试验表明,所提出的模态参数辨识方法可使激振过程更为方便,采用的内置传感器信号减少了对传感器布置的限制,从而提高了现场试验模态的效率,可以比较准确地辨识出进给系统的一阶固有频率。     

一种单线阵CCD立靶系统参数标定方法

为提高单线阵CCD立靶的测量精度,提出一种基于测量模型的系统参数反演和标定方法。在假设相机镜头的焦距、倾角和主点坐标以及激光器发光点坐标等系统参数已知的情况下,建立相机捕获弹丸影像的中心像元位置、各系统参数以及弹丸着靶坐标之间的函数关系,通过实测的弹丸影像的中心像元位置和弹丸坐标值反求出与系统各参数相关的矩阵模型,而不需要求出具体的系统参数值。在实际测量中,只需根据所求得的矩阵模型和每次测得的目标影像的中心像元位置便可求得弹丸着靶坐标。根据系统测量原理,建立了系统的数学模型和参数标定模型,采用所提反演方法对系统参数进行了标定实验。模拟实弹实验的结果表明,本文方法的坐标测量精度明显优于传统方法。     

小波变换在分布参数系统控制中的应用

在求解分布参数系统的最优边界控制的偏微分方程时,为了克服求解析解的困难,采用正交函数逼近的方法,引入Haar正交小波基,借助Haar小波变换的性质和相应的Haar小波运算矩阵,将偏微分方程描述的分布参数系统最优控制问题,转化为集总参数系统最优控制问题,从而解决了分布参数系统的最优边界控制问题。仿真结果表明:该方法对于研究分布参数系统控制问题是非常有效的。与一般正交基函数逼近方法相比较,该方法具有计算量小,逼近精度高,算法简单等优点。     

辨识一类抛物型系统时的传感器定位

该文研究了辨识一类抛物型系统ｕｔ＝ａｕｘｘ＋ｂｕｘ＋ｃｕ所用点测量传感器的定位问题。利用广义正交多项式将该系统近似成一有限维系统；根据集中参数系统理论讨论了近似系统的可辨识性，导出了传感器的区域定位策略，并给邮屯在局部优性条件下基于单点测量数据同时估计未知参数ａ，ｂ，ｃ的最小二乘算法，且用仿真实例说明了系统似误差对辨识结果的影响。     

非线性系统最优控制问题中性能指标的梯度计算

本文就非线性集中参数系统和具有非线性边界条件的抛物型分布参数系统的最优控制问题,详述了指标泛函梯度的计算方法.最后对文献[2]所述的最优控制问题用不同的方法进行了计算,结果较为理想.     

基于信息熵的城轨车辆应变传感器优化布置

针对传统的传感器优化方法在配置数量较多的情况下存在测点聚集的现象，基于信息熵理论分析了优化结果和预测误差间的关系，并提出了一种考虑预测误差的改进优化方法，将归一化模态应变能之和的倒数作为预测误差协方差矩阵的主对角元，非对角元由结合了测点距离和响应水平的指数相关方程表示，以最大化Fisher信息阵行列式值为目标，采用逐步累积法得到最优测点位置.城轨车辆构架有限元计算结果表明，改进的优化方法在三种评价准则的表现上均优于经典方法，并且显著降低了测点聚集效应，证实了改进方法用于转向架构架应变传感器配置的有效性.     

分布参数系统的顺流型热交换器的渐近近似法与预测控制Smith法补偿

分布参数系统由于是偏微分方程描述,具有无限维的特性。在极大多数情况下,无法求到它的精确解,而且求解也相当繁复。因此不少研究分布参数系统的科学工作者对这方程式近似方法进行了大量的研究,如差分法,特性曲线法和MWR法等;或者把分布参数系统近似成集中参数系统,或者把高价方程简化为低阶方程等。在此基础上再进行系统设计,加以补偿,以得到良好的系统特性。本文以典型的顺流型热交换器为例,介绍此类分布参数系统的另一种渐近近似法,并在此基础上用预测控制Smith 法进行补偿,给出计算机仿真结果,从根据轨迹角度来探讨补偿结果     

分布参数与集中参数的耦合闭环系统的最优控制的必要条件

本文研究并证明了用一阶发展方程描述的分布参数系统与集中参数系统闭合形成的耦合闭环系统的最优控制的必要条件。     

Identification for a class of distributed parameter systems

This paper discusses the identification for the distributed parameter system of gas reservoirs with het erogeneous carbonate matrices. Based on the relationship between the ad hoc function and the geological feature, we set up a general model with double porous structure, clarify its effect and significance, and present a series of results of sys tem identifications, including the basic content and methods, stabilizing functional and parameter identifiability etc. Us ing the perturbation of spectra of self-adjoint operators, the identifiability of the porosities and the ad hoc coefficient is demonstrated for the general structure model. This project indicates that the identification of a distributed parameter sys tem involves parameters, boundary position and structure.     

Identification for a class of distributed parameter systems

This paper discusses the identification for the distributed parameter system of gas reservoirs with het erogeneous carbonate matrices. Based on the relationship between the ad hoc function and the geological feature, we set up a general model with double porous structure, clarify its effect and significance, and present a series of results of sys tem identifications, including the basic content and methods, stabilizing functional and parameter identifiability etc. Us ing the perturbation of spectra of self-adjoint operators, the identifiability of the porosities and the ad hoc coefficient is demonstrated for the general structure model. This project indicates that the identification of a distributed parameter sys tem involves parameters, boundary position and structure.     

梁横振动方程反问题的梯度方法

本文集中讨论一维弹性悬臂梁的四阶横振动方程及该方程反问题的梯度方法,其识别参数是梁的高度在一维空间上的分布函数。文中首先得到了该方程的简化模型,给出了当其系数为分段常数时方程的稳定的差分算法。在将参数识别问题转化为分布参数系统的系数最优控制问题以后,给出了目标泛函的梯度公式,以及计算机仿真方法。     

地基动力阻抗的双自由度集总参数模型

在土－结构动力相互作用分析中，下覆地基对基础与结构的阻抗函数通常强烈地依赖于外加激振频率。当结构为线性时，耦联体系的动力分析可采用子结构法在频域上有效地实施。但对于非线性结构，在时域上要用与频率有关的动力阻抗进行相互作用分析就变得十分困难与复杂。而单靠采用某一频率下动力阻抗函数固定值的单自由度集总参数模型不能充分地包含所有频率成分而难以反映实际性态。