基于频域和时域的内模PI控制器性能评价与参数优化

由于控制系统的性能降低通常与比例积分(proportion integration,简称PI)控制器不合理的参数有关,而且单一的时域性能评价指标不准确,因此,针对具有纯迟延特性的控制对象,给出了基于频域和时域相结合的性能评价方法,克服了单一性能指标的不准确性.在不同控制策略和参数下,分析了系统性能指标与基准曲线或基准点的距离.针对2个典型的高阶被控过程,分别给出了不同的降阶模型,并把拟合对象特性最好的模型用于内模PI控制器的设计.基于频域和时域评价的结果,给出了PI控制器参数重新优化和整定的方法,用于改善控制系统的性能,该方法通过数据驱动方法对参数进行重新整定来实现,提高了运算效率.仿真实验验证了上述性能评价和参数优化方法的有效性.     

最佳数字控制系统的设计及仿真的通用程序

本文介绍了按照最小调节时间进行设计(即按有波纹最少拍和无波纹最少拍系统设计)的计算方法和BASIC通用程序。本程序对数字控制系统的离散部分和连续部分分别采用不同的方法予以处理。数字控制器用差分方程表示,连续部分用离散相似法计算。这样不仅使算法简单,具有通用性,且计算速度快。只要先求出广义对象(包括零阶保持器和被控对象)的脉冲传递函数,并写成标准形式,采用人机对话,利用本程序就可自动设计出在各种典型输入信号(阶跃、速度、加速度输入)作用下的最佳数字控制器,并可求出系统的时域响应;它可设计有波纹最少拍系统也可设计无波纹最少拍系统;可计算无数字控制器的采样系统时域响应,也可计算连续系统的时域响应。为数字控制系统的设计、分析提供了很大的方便。也为今后直观教学提供了很好的条件。     

高阶均匀采样的时域伪谱算法研究

传统的时域有限差分算法(FDTD)采用二阶中心差分格式近似计算时间微分。相对于高阶的空间离散,这种低阶的时间离散成为限制算法整体精度提高的瓶颈。利用引入高阶均匀化采样的时域伪谱方法(PSTD),消除了低阶时间离散对算法整体性能提高的制约,在提高空域分辨率的同时也消除了数值近似引起的数值波相速度各向异性和波前失真,增强了算法的适应性,提高了算法的分析精度。通过二维光子带隙结构传输系数的数值模拟,验证了高阶均匀化采样时域伪谱方法的正确性和有效性。     

结构-地基系统高阶时域模型的动输入方法

近场有限域采用有限元法,远场无限域采用基于比例边界有限元法(the scaled boundary finite element method,SBFEM)的高阶边界条件,在时域里构建了一种结构-地基动力相互作用的高阶模型及相适配的动输入方法.借鉴黏弹性人工边界中等效力的动输入法,将截断边界上的总波场分解为散射场和自由场,其中局部场地效应引起的散射场可由高阶边界条件自动满足,无局部场地效应影响的自由场则由弹性理论求出.通过两个数值算例验证了建立的高阶时域模型及相应的动输入机制的正确性、精确性.     

基于MATLAB实现高阶系统的时域分析

采用MATLAB语言编程实现了高阶系统时域的稳定性、快速性、准确性分析。用户只需键入传递函数即可获得所需各种特性曲线和时域性能指标。为提高高阶系统分析和设计效率提供了一种新的工具，应用实例验证了它的有效性。     

高阶复合完全匹配层的应用研究

研究了应用于时域算法的一种高阶完全匹配层(Perfectly Matched Layer,PML)方法,并提出了一种复合PML研究方法。在高阶PML原理的基础上,给出了复合PML的研究思路,及其应用于显式时域有限差分方法的过程。采用高阶PML和复合PML计算了波导的反射系数,结果表明有限元计算的结果是准确而稳定的。对比计算结果,可以看出与普通PML相比,高阶PML和复合PML对隐失波和各个频段的传输波都能起到良好的吸收效果,为有限元算法的广泛应用奠定了良好的基础。     

测试系统动态参数的时域辨识

该文讨论了采用非线性迭代法在时域中辨识测量系统的动态参数，将计算方法归结为一个求最小值的问题，并列举了用该方法实际计算的例子。结果表明，对于低阶测量系统，它比常用的方法求得的动态参数更加准确，该方法同样适合于求解高阶测量系统的动态参数。     

井下采空区时域不连续伽辽金法电磁正演

为了获取准确的井下采空区的地理信息,利用时域不连续伽辽金法(DGTD)和高阶叠层矢量基函数的特点,建立了井下采空区三维空间模型,研究了高阶叠层矢量基函数阶数对井下采空区电磁正演精度的影响,得到井下采空区电磁场强度的空间分布规律。井下采空区电磁正演模拟结果表明,采用2.5阶叠层矢量基函数的DGTD方法计算精度比传统低阶棱边基函数提高了74%,证明了该方法对复杂目标电磁特性研究的实用性,并能准确可靠地实现井下采空区地质结构的电磁探测。     

直接法与时域法相结合用于电力系统暂态安全分析

本文将ＥＥＡＣ法与时域法相结合用于电力系统的暂态安全分析。用基于简单模型的极块的ＥＥＡＣ法扫描预先指定的事故集,求出各种情况下的稳定裕度,把明显稳定的情况过滤掉,剩下的情况再用时域法详细仿真。这种两方法的结合,可以快速准确地判断系统的暂态稳定性。     

典型时域分析方法的MATLAB仿真设计

针对控制系统时域分析,利用MATLAB的图形用户界面(GUI)编程技术设计了一个仿真软件。主要功能包括:时域响应分析、稳定性分析、稳态误差分析、典型例题分析、系统仿真。各项功能具有相对独立的操作界面,能够较好地完成特定的分析和仿真功能。