多压电驱动器系统迟滞和蠕变前馈补偿控制

压电驱动器具有迟滞和蠕变等非线性特性,影响定位精度和限制系统性能。提出一种同时补偿多个压电驱动器迟滞和蠕变的控制方法。通过基于模型的开环控制补偿实现单个压电驱动器的线性化,将含有多个补偿后线性化压电驱动器的系统视为线性系统,应用叠加原理构建影响系数矩阵描述压电驱动器间的耦合效应。在前馈通路串联影响系数逆矩阵与多个线性化压电驱动器实现系统开环补偿控制。实验结果表明在阶梯形信号作用下,多压电驱动器系统的迟滞和蠕变特性同时显著减小,表明开发的前馈补偿控制方法在准静态应用中是有效可行的。     

强窄带干扰存在时 IEEE 802.15.6 协议下的同步算法

脉冲超宽带(impulse radio ultra-wideband, IR-UWB)是一种通过发射极窄脉冲进行信息传输的无线电技术. 由于脉冲超宽带技术的工作频带特别宽, 因此易混入其他无线系统的窄带干扰信号. 针对超宽带系统中物理层同步头 Kasami 序列的特点, 提出了一种在 IEEE 802.15.6 协议下的同步算法. 一个 Kasami 序列可以被选为与接收信号进行积分相乘的同步模板. 仿真结果表明, 在存在强窄带信号干扰和码间干扰的情况下, 该同步算法比其他针对 IEEE 802.15.6 协议的算法有更高的同步成功率和更低的复杂度.     

机枪刚柔耦合参数化仿真模型及应用

首先对机枪刚柔耦合系统进行了分析,采用一定的假设和简化,计及自动机的大位移运动和土壤抗力的影响,分析了弹性脚架机枪的结构与受力情况.采用模态综合法,将枪管和脚架处理为柔性体,建立了6刚体4柔体的机枪刚柔耦合仿真模型,确定了各部件之间的关系.时机抡刚柔耦合模型进行参教化设计,抽象出部件结构、机构位置、载荷等可变参数.给出了某初枪的刚柔耦合仿真应用实例,分析了其运动学特性及脚架结构参数对枪口精度的影响.     

连续搅拌釜反应系统的预测控制算法

研究了具有强非线性、时变时滞、信号抖振等复杂特性的连续搅拌釜(CSTR)反应过程,提出了一种非线性鲁棒模型预测控制方法.首先在温度平衡点反馈线性化CSTR非线性模型,提出性能指标函数和李雅普诺夫函数进行稳定性分析.其次建立预报方程并引入松弛变量,应用线性矩阵不等式(LMI)技术处理鲁棒模型预测控制系统,在控制输入信号有界的条件下,获得了系统稳定性的充分条件,并给出了相应的系统性能指标的半定规划算法.最后,通过系统MATLAB仿真实验,说明了所提理论的正确性和算法的正确性、优越性.     

混凝土坝温度的最优预冷控制

抽象出混凝土坝温度的最优预冷控制实际问题的数学模型，并得到最优性组，还研究了其近似解.     

步枪三发点射机构的运动可靠性研究

针对步枪三发点射机构的运动可靠性问题,通过分析步枪三发点射机构的主要结构及工作过程,提出了某步枪三发点射机构的运动可靠性要求.基于仿真环境制定了可靠性准则,采用蒙特卡罗法进行了随机问题的模拟,计算得到三发点射机构的运动可靠度为:0.987 3.通过参数影响分析,得到卡笋簧刚度、预紧力的不同取值对运动可靠性和接触载荷的影响,分析了发生动作失效和载荷过大的主要原因,为三发点射机构的实际应用提供了参考依据,其中棘爪簧刚度的有效取值范围为4～20 N·mm/(°).     

带有充液容器的压电结构晃振建模研究

为了利用压电驱动器作为主动元件抑制带有充液容器的结构晃振,需要对压电结构晃振进行精确建模。本文针对一个自由端部带有充液容器的压电悬臂结构,利用有限元方法对无充液情况下的压电悬臂结构进行模态分析并建立其状态空间表达式,利用质量摆等效力学模型描述容器中液体晃动,将推导出的压电悬臂结构模型和液体晃动模型耦合得到整个系统晃振模型。通过试验分别验证不同充液水平下的晃振模型的频率 和Bode图,结果表明建立的带有充液容器的压电悬臂结构晃振模型及其状态空间表达式可用于控制设计。     

自由端带有充液容器的压电悬臂结构晃振建模

为了利用压电驱动器作为主动元件抑制带有充液容器的结构晃振,需要对压电结构晃振进行精确建模。针对一个自由端部带有充液容器的压电悬臂结构,利用有限元方法对无充液情况下的压电悬臂结构进行模态分析并建立其状态空间表达式。利用质量摆等效力学模型描述容器中液体晃动,将推导出的压电悬臂结构模型和液体晃动模型耦合得到整个系统晃振模型。通过实验分别验证不同充液水平下的晃振模型的频率和Bode图。结果表明建立的带有充液容器的压电悬臂结构晃振模型及其状态空间表达式可用于控制设计。     

基于窄带干扰缓和技术的到达时间估计

针对传统能量检测算法在强窄带干扰存在时到达时间（time of arrive,TOA）估计精度不高的问题，采用了一种结合平方律器件和带通滤波器的平方滤波技术来缓和窄带干扰对TOA估计的影响，并分别在IEEE 802.15.4a CM3视距信道和CM4非视距信道下与TOA估计方法相结合得到系统的估计结果.理论分析和仿真结果表明，存在窄带干扰时，采用了平方滤波技术的能量检测方法比传统的能量检测方法具有更高的TOA估计精度.在视距环境中应用平方滤波技术后，TOA估计精度可从2.8 ns提升至0.5 ns，而非视距环境中可从6 ns提升至1 ns.     

原始疲劳质量模型描述方法改进

提出了用神经网络插值代替拉氏插值计算裂纹形成时间(TTCI)值,用极大似然估计代替均秩估计法估计分布参数的方法. 考虑到仅对一组TTCI值进行参数估计具有较大的随机性,文中对每种参考裂纹尺寸对应的TTCI值均进行极大似然估计,得出多组TTCI分布参数;然后利用不同参考裂纹尺寸对应的TTCI分布参数之间的关系确定结构细节的当量初始缺陷尺寸分布参数. 对某零件的疲劳实验及其原始疲劳质量分析证明了该方法的可行性和合理性.