状态空间梯度投影法在汽车设计中的应用

本文用状态方程描述机械系统的动态特性,直接处理设计变量和状态变量,通过利用伴随变量的灵敏度分析,将非线性规划中的梯度投影法推广到函数空间的动态最优化,形成状态空间梯度投影法;并对CS-131轻型货车悬架系统进行了优化设计.计算表明,该方法适用于承受各种时变载荷的机械系统最优设计.     

全悬挂多点啮合柔性传动动态响应的数字仿真

本文将数字计算机仿真技术引人全悬挂多点啮合柔性传动的动态分析,用状态空间法将二阶运动微分方程组降为一阶微分方程组,然后用龙格一库塔一费尔伯格方法进行求解;从而获得了系统的动态响应特性及其与系统参数的关系.     

故障估计的快速梯度算法

加性故障的估计通常是依赖于状态空间模型,如滑动时域估计和未知的输入观测器。本文基于闭环系统的输入-输出观测数据,采用直接设计的方法来估计故障,并设计控制器。该直接方法无需建立系统和故障的状态空间模型,也无需采用子空间辨识来建模。对于故障的估计,利用闭环系统中输入-输出关系建立一个参数化的最小二乘问题。在施加故障的上下限约束条件下,采用快速梯度算法来估计故障。最后以直升机悬停状态为例,利用本文方法估计故障,验证方法的有效性。     

分散输出反馈系统一种简化的新模型

本文提出的分散输出反馈简化模型,是现代控制理论中的状态空间法与经典控制的频域法相结合的产物,是一种新模型。这种模型,既有利于按状态矩阵给定系统特性,又便于直按按传递函数设计控制器,从而简化计算。由于模型中只含有部分参数,所以亦便于将其推广到含未知参数的系统中去。     

基于投影正交化的状态空间模型降维研究

提出一种改进型状态空间系统设定,当状态变量的滞后项存在时,可以不改变变量的维度直接估计,且传统的卡尔曼滤波方法依旧有效。改进了一般状态空间模型需要增加状态变量维度才能进行估计的设定,极大地降低了计算的复杂度,扩展了模型的应用范围。此外,使用Durbin and Koopman（D-K）抽样方法对卡尔曼平滑算子进行重新估计。随后使用仿真实验,对比传统状态空间模型和改进型模型的参数估计结果与计算时长,发现改进型系统下估计结果与传统型的差距甚微,但是计算时长大幅降低且精度提升。而D-K抽样法的效率,相比传统卡尔曼平滑法也有着显著的提升。仿真结果证实了降维方法的有效性。      

广义马尔柯夫更新过程及其应用

从一类具有一般分布的随机服务系统状态空间出发，定义了一种新的随机过 程──广义马尔柯夫更新过程：研究了这种随机过程的基本性质及分析方法；提出了 一种将广义马尔柯夫更新过程变换为马尔柯夫更新过程的有效状态重组方法──状态 分解合并法，并给出了一种讨论过程极限特性的状态频率法．最后，应用上述方法建 立了［ＭＩＧＩ１］：［ｎＩ∞ＩＦＣＦＳ］混合制排队系统的解析榨型。     

中子通量测量系统可靠性

核电堆芯中子通量测量系统是对核反应堆进行中子通量实时精准测量的专用工具,其可靠性对核反应堆的运行也有重要影响.针对中子通量测量系统多状态的特点,提出一种将Markov模型和GO法结合的方法.首先通过Markov状态空间法对中子通量测量系统的可靠性进行分析建模,求得系统处于各个运行状态下的概率,然后根据系统原理构建GO图,用GO法实现了多状态下的中子通量测量系统可靠性分析.最后以某核电站中子通量测量系统为算例,验证了该方法,为中子通量测量系统可靠性的分析提供了有效的手段.     

高射频转管武器电启动分析

运用键合空间理论,分析了高射频转管武器启动系统的机电耦合动态特性,建立了启动系统的键合空间模型及其矢量状态方程组,计算得到了直流他励、直流串励电机在直接启动、降压启动和变阻启动下系统的耦合特性,为转管武器实验样机的设计提供了理论依据。     

基于二阶Krylov子空间投影法建立MEMS宏模型

利用宏模型对MEMS系统进行系统级仿真是求解MEMS耦合问题的有效方法。对大规模系统方程通过矩阵子空间投影实现自由度缩聚来建立宏模型的方法得到了广泛应用。常用的Krylov子空间法只能对状态空间描述的一阶系统进行降阶处理。本文介绍了二阶Krylov子空间理论,运用Arnold i算法直接对大规模二阶系统进行自由度缩聚来生成宏模型。将此方法与有限元数值分析结合对电热驱动微夹钳进行了宏建模。对电热微夹钳宏模型的仿真结果表明此方法建立的宏模型可以准确反应系统的动态行为,满足精度要求,同时极大地降低了计算复杂度,提高了计算速度。     

动态结构图转换为状态空间的实现

状态空间法是建立计算机控制和数字仿真技术的基础。在工程实际中描述系统的动态结构图转换为状态空间的原理和方法。     

状态空间法计算印染联合机相互制动

状态空间法是近代研究系统动态的一种方法,本文列出了印染联合机相互制动的状态方程,并通过实例进行了计算。     

随伴子空间方法

本文根据共轭向量基本特性提出的“随伴子空间方法”,包括“扩张随伴子空间法”和“一维随伴子空间法”两种算法。“扩张随伴子空间法”是一种新的解无约束优化问题的共轭方向法。它属于不用梯度的直接解法,但一维搜索次数只有(n(n 1))/2,仅为Powell法的一半。作为扩张随伴子空间方法的特例,本文又顺便提出了“一维随伴子空间方法”,它虽然与Powell法一样也是一种拟共轭方向法,但一维搜索次数更少,只需2n—1次。扩张随伴子空间法和一维随伴子空间法,都无需作复杂判断运算,又都具有沿脊线加速的能力。理论和计算表明这两种新算法概念清楚,简明易懂,程序短小,计算量少。     

基于元胞自动机的可修复网络系统可靠性评估模型

为了实时有效评估可修复网络系统的可靠性,克服枚举法的状态空间爆炸问题和马尔科夫过程分析只针对一种系统结构的缺陷,提出了一种基于元胞自 动机的网络系统可靠性评估模型?该模型从节点的内在失效概率和网络结构角度,建立元胞自动机的邻域和状态转移函数,提出可修复网络系统演化模型;在离散演化周期内,利用元胞自动机的传播特性算法定期检测系统的瞬时可靠性,累积得到可修复网络系统的近似稳态可靠性?该模型结合解析法和模拟法优点,得到与时间相关的可修复系统稳态可靠性?该算法分别与状态枚举法?蒙特卡罗法进行仿真对比,仿真结果表明,该方法可准确描述可修复网络系统的稳态可靠性,该方法也适用于其他大规模可修复系统可靠性评估?     

一种气动位置伺服系统的辨识建模方法

针对具有强非线性特性的气动位置伺服系统,难以建立能较准确反映系统特性的线性化数学模型这一问题,该文提出采用基于"灰匣子"的系统辨识法建立比例流量阀控摆动气缸位置控制系统的数学模型,该方法依据摆动缸两腔压力差动态过程与摩擦力无关的特点,将压力差动态过程近似线性化方程与运动方程相结合,构成三阶状态空间模型,采用闭环定位辨识的方法确定模型中的参数.仿真和实验结果表明:采用该方法建立的数学模型能够反映实际系统的动态特征,所提出的建模方法是可行的.     

多径CD3S信号的混合卡尔曼滤波解调

提出了一种基于混合卡尔曼滤波的CD3S信号解调算法,在多径衰落信道下,采用状态估计的方法解调混沌直接序列扩频(CD3S)信号.根据混沌系统映射方程建立了混沌码同步问题的状态空间模型,并利用无损卡尔曼滤波器实现了混沌码同步;根据信道参数与信息码相对于混沌码的慢变特性,建立了信道参数估计与信息码估计问题的状态空间模型,并利用两个卡尔曼滤波器分别估计信道参数与信息码.三个滤波器均把彼此的估计结果作为系统参数,交替工作,通过联合估计实现信息码解调.仿真结果表明:无论多径信道是时不变的还是时变的,算法均可以提高混沌码同步精度,降低CD3S通信系统误码率.     

基于预测状态空间实现的前馈GPC及其应用

在ＣＡＲＩＭＡ模型基础上，推导出预测状态空间实现．建立了预测状态与系统模型结构参数之间的直接关系，并据此得出前馈ＧＰＣ控制律，形成递推算法     

采用标准系统方块图实现OTA—C滤波器的设计

提出了一种采用现代控制理论中的状态空间表达式的系统方块图直接实现了ＯＴＡ－Ｃ滤波器的方法,ＳＰＩＣＥ程序模拟结果验证了设计方法的正确。     

面向直接体绘制的空间一致性分析方法与应用

空间信息对揭示体数据内部特征具有重要意义,传统基于传递函数的直接体绘制法难以有效利用空间信息。对于基于直方图的传递函数,文章提出基于特征的空间一致度概念以刻画特征的空间特性——体素的空间聚集度,并提出考虑空间一致度的自适应光线投射法,该方法能基于空间一致度自动调节颜色和不透明度以优化绘制结果,并通过上述方法将空间信息引入到直接体绘制。多个实际体数据的测试结果表明,文中所提出的方法能有效考虑体数据的空间特性,可优化绘制结果。     

液压大系统的性能参数法

本文针对液压大系统仿真与辨识的需要,提出并发展了一种性能参数建模法。该法使液压系统的数学模型建立在液压元件数学子模型的基础之上,根据拓扑结构在元件结点上建立系统模型相应的方程。与以往传统的显式状态空间表达式不同,该法采用隐式状态空间表达式。通过计算机仿真证明这种方法通用性强,运算速度快并开辟了静动态仿真合一的途径。从应用的角度看,该法面向用户,适用于大系统仿真。     

自调式分流阀同步回路动态特性数字仿真分析

用现代控制理论状态空间法建立了自调式分流阀同步回路的数学模型，并用计算机数字仿真方法对其动态特性、分流阀结构参数对动态性能及分流误差的影响，作了较系统的分析，得到了较为理想的结果。