实时混合模拟频域评价方法的物理意义

为研究实时混合模拟频域评价方法的物理意义,通过数值模拟和实验室试验,分别计算了线性结构和非线性结构在整个试验以及各个频率下的幅值、相位(时滞)和权重.研究发现,各频率上的幅值、等效时滞按照权重加权可以得到整个试验的幅值、等效时滞.因此,实时混合模拟频域评价方法的物理意义实际上是计算各个频率上的幅值和相位(时滞),并根据输入信号各个频率幅值平方的权重进行加权得到试验的幅值和相位(时滞).由于权重的影响,频域评价结果受输入中低频成分的控制;对于非线性结构,需注意虚假时滞对计算结果的影响.     

斜拉索-磁流变阻尼器系统的频域自适应控制

基于频域LQG控制与Hilbert-Huang变换(HHT),并考虑磁流变(MR)阻尼器动力学,提出斜拉索振动的频域自适应控制方法.由HHT识别受控拉索的瞬时振动状态,自适应调节控制器,提高对目标特征频率的追踪能力,且避免时域LQG控制需要对权参数进行试算选取的问题.为验证所提出的自适应频域LQG(i AFLQG)控制算法的有效性,通过与MR被动控制及时域LQG半主动控制相比较,结果表明:i AFLQG控制能够更高效地利用MR阻尼器的动力特性达到最佳的拉索减振效果.     

张拉结构风致振动理论和试验研究

为了研究张拉结构风致振动机理和规律,采用风洞试验、流固耦合数值模拟方法(FSI)和频域方法对单片张拉膜结构、张拉膜结构屋盖和单层平面索网的风致振动响应进行了分析.利用风洞试验,研究了来流湍流度、风速、风向角、膜面张力等不同工况对结构测点位移和根方差的影响.采用数值模拟和频域方法,分析了典型风洞试验工况,并与试验结果进行对比,以验证理论分析方法的可靠性.结果表明:在紊流风作用下,单片索膜做随机受迫振动,振动以背景响应为主,FSI数值模拟、频域法与试验结果较为接近;膜结构屋盖在特征湍流作用下发生颤振,数值方法尚未模拟出这一现象;玻璃面板刚度可以有效降低单层索网风致振动响应.     

MATLAB在频率特性Bode图中的应用

在工程实践中,广泛应用经典控制理论的频域分析对自动控制系统进行分析和设计.Bode图是频域分析的重要环节,系统的闭环频域指标能够根据Bode图计算得出,从而分析自动控制系统闭环稳定性、快速性、准确性.传统手工绘制Bode图的方法存在很多弊端,不仅需要花费大量时间,而且不精确.MATLAB软件具有强大的计算能力和绘图功能,能够快速、准确地做出频率特性曲线.利用MATLAB绘制系统的Bode图,为控制系统设计和分析提供了极大的方便.     

波浪中浮体运动的时域混合格林函数法

基于混合格林函数法,对浮体在波浪中的运动进行了时域模拟.通过假想的直壁控制面将流场分割成内域和外域,分别引入Rankine源和自由面格林函数并结合控制面上的连续条件,对初边值问题进行求解.利用开发的数值计算程序对圆柱形平台和S175船进行了计算分析,给出了时延函数、波浪力幅值和运动响应结果,通过与频域方法和试验数据对比,证明该方法对零航速和有航速水动力问题均适用,能有效解决外飘船型的数值发散问题,且具有更高的计算效率.     

BUCK/BOOST转换器小信号建模与稳定性分析

利用电感电压平均近似和电容电流平均近似的方法,建立了连续模式(CCM)下电压控制型BUCK/BOOST结构DC/DC转换器的线性模型,实现了非线性向线性模型的转化.采用此模型得到的控制到输出的传递函数与采用状态空间方法得到的传递函数一致;在此基础上基于Matlab工具对不同补偿网路的频域特性进行了仿真,仿真结果表明双极点、双零点补偿后的系统稳定性能最好.利用Hspice时域仿真验证了频域分析结果的正确性.     

继电保护装置信号端口电磁干扰传播通道的建模与仿真

为了实现对继电保护装置电磁敏感性的系统化分析及预测,提出了一种描述其信号端口电磁干扰传播通道特性的方法.该方法参照IEC相关电磁兼容试验标准,根据输入、输出波形得到信号端口电磁干扰传播通道传递函数的频域表达式,基于频域采样的离散值,以矢量匹配法(VFM)结合有理函数逼近构造传递函数的宏模型,在宏模型的基础上导出了该电磁干扰传播通道的等效电路.运用这种方法能很好地解决仿真过程中出现的时域、频域混合问题以及随着函数逼近过程中阶数增高出现的矩阵病态问题.通过仿真结果和试验结果的对比,验证了该方法的正确性和可行性.     

基于虚拟车桥试验台的后桥疲劳寿命预估

介绍建立车桥虚拟试验台系统的方法流程,给出虚拟试验台机械系统和液压系统的建立方法,通过编程实现了虚拟试验台的控制算法即频域迭代自学习控制算法.通过联合仿真实现虚拟试验台载荷施加,对某扭转梁式后桥进行虚拟试验.利用虚拟试验所得的车桥边界条件,结合有限元分析方法对后桥疲劳寿命和损伤进行了预估,并与试验结果比较,结果表明两者具有较高的一致性.     

挠性结构模型的频域极大似然法辨识

在构建的以压电陶瓷为执行器、电阻式应变片为传感器的挠性悬臂梁物理实验系统基础上,优化设计多正弦辨识输入信号,利用频域极大似然法辨识得到了整个系统的数学模型,并根据该模型进行了数字和物理控制仿真,验证了模型的有效性.良好的控制效果表明:对于挠性结构,频域极大似然法是一种有效的模型辨识方法.     

PI控制的故障电弧电流还原装置设计

针对故障电弧保护电器动作特性测试的试验周期长、效率低等问题，设计了基于PI控制的电弧电流还原装置.通过搭建Multisim与LabVIEW联合仿真环境对电流还原装置的硬件电路进行仿真，以此验证方案的可行性.同时调试硬件装置进行试验验证，对比原始信号与还原信号的时域、频域特征参数和THD值作为电流还原度指标.试验结果表明，电弧电流还原整体还原度良好，该装置基于原始电弧故障数据给电弧故障检测算法和AFDD产品测试提供了更加真实和便利的测试条件.     

液压互联悬架关键参数对车辆频响特性的影响

针对液压互联悬架设计参数影响车辆动力学响应的问题,建立整车7自由度机械-液压耦合动力学频域模型,推导了侧倾与俯仰角加速度、垂向加速度与轮胎动载荷的频域响应函数,分析液压互联悬架系统油压、蓄能器体积、前后液压作动器上下腔面积差与面积比等参数对车辆动力学特性的影响.仿真结果表明,油压与蓄能器体积对车辆频域响应的影响呈现相反的相关性,作动器上下腔面积差对频域响应的影响较大,上下腔面积比仅对侧倾角加速度和轮胎动载荷功率谱有明显影响.最后,进行样车性能试验,仿真与试验结果的误差较小,关键参数对车辆频率响应特性的影响趋势具有较好的一致性.     

基于频域和时域法的电池包随机振动疲劳计算对比研究

针对频域法和时域法在随机振动疲劳计算中的适用性问题,以某型号电池包为研究对象,综合研究了2种方法的计算精度和计算效率.首先,建立电池包有限元模型,并通过模态试验进行验证;其次,以国标GB 38031―2020加速度功率谱密度（PSD）载荷谱作为频域载荷输入,并利用傅里叶逆变换技术将其转换为加速度时域载荷;最后,分别基于频域法和时域法计算电池包的振动加速度、应力和疲劳寿命,并进行了计算精度、效率的对比分析和精度的试验验证.结果表明,在电池包总振级和应力均方根值（RMS）方面,频域法和时域法计算结果相近,相对误差小于16%;在加速度和应力峰值方面,频域法“3σ”计算结果与时域法差距较大,若采用“4σ”或“5σ”原则,计算结果与时域法相近,相对误差小于15%;在振动疲劳方面,频域法计算寿命约为时域法的3~6倍,主要原因包括Dirlik模型和应力响应PSD谱差异,其中Dirlik模型造成的差距小于1.5倍;在计算效率方面,频域法比时域法高约134倍.试验数据表明,时域法计算精度更高,适用于结构危险位置振动疲劳的精确计算,而频域法计算效率更高,适用于结构危险位置的快速预测.     

一种改进反坦克导弹高原适应性的非线性控制方法

为了解决某反坦克导弹高原飞行适应性的问题,从分析导弹的频域特性和制导系统参数出发,研究导弹在高原使用时的特性. 引入非线性控制方法,对制导回路纵向和横向通道的参数进行改进设计,用数字仿真对改进的有效性进行验证. 仿真结果表明,采用非线性控制方法进行设计能够有效提高制导系统在高原条件下的稳定性,改进后的导弹性能满足高原使用要求.     

步进指向控制系统的设计

步进指向控制系统是先进空间光学遥感器的核心部件。在天基预警、空间光电对抗等领域有着广泛的军事应用需求,具有指向精度要求高,步进动态限定强等特点。提出一种基于主导极点配置的频域校正控制律设计方法,该方法有效建立了步进时域性能与频域校正指标间的联系,从而简化了控制律的设计难度。仿真试验验证了该方法的有效性。     

一种基于小波分解与分形编码混合的图象压缩方法

利用双正交小波特性和小波塔式分解数据的多分辨特性、分形的IFS编码高效特性,提出了一种基于小波分解和分形编码压缩图像数据的方法。该方法先用一个小波将图象进行小波变换（分解）;在频域上,对不同频域层用不同的分块方法和比特率分配方法进行分形编码。根据实际需要和视觉特性来控制压缩比。重构时先在频域进行分形重构解,然后再用另外一个正交小波重建原图象。     

基于FPGA+DSP的浅地表频域电磁探测数字处理系统

针对浅地表频域电磁探测对接收信号采集、传输和现场高效处理的要求,提出基于FPGA+DSP的浅地表频域电磁探测数字处理系统.在FPGA中实现数据采集、控制和传输FIFO(First Input First Output)模块,采用新式通用并行端口UPP(Universal Parallel Port)实现大数据传输,基于TMS320C6748平台,采用正交锁定放大方法,设计高效率数据处理算法,利用上位机软件通过RJ45网口对系统进行控制并显示结果.实测结果表明:该架构数字处理系统,对不同金属有着较强探测能力,加快了数据传输速率,缩短了系统工作时间,提高了工作效率.     

电力推进 模拟系统 实时仿真 时延分析 MATLAB

分析了电力推进负载模拟系统的原理,采用MATLAB实时仿真工具RTW和多功能数据采集卡PCI-1711实现负载模型到模拟变流器的控制.基于MATLAB/Simulink对模拟系统的时延影响进行了仿真,分析了负载模型时延对模拟电机转矩控制的准确性和稳定性的影响.通过建立模拟电机转矩控制的闭环传递函数和频域的Bode图,进一步分析了时延影响,采用修正闭环增益的方法对时延进行了补偿,达到与理想时延下近似的控制效果,并得以仿真验证.     

滑模控制对激光通信ATP系统跟踪性能的改善

为提高激光通信捕获、跟踪、对准(ATP)系统粗精复合控制的跟踪精度,提出了指数趋近律的离散滑模控制方法.建立了ATP系统跟踪控制模型,设计了滑模控制器组成的精跟踪控制系统,对动态滞后跟踪性能进行仿真研究.结果表明,相对于频域设计法,滑模控制可增加系统的控制带宽,在较宽的范围内对粗跟踪系统产生的随机误差有较强的抑制能力.     

基于BOFDA的地下水温模拟监测试验研究

从传统地下水温度监测传感器的不足出发,分析了分布式光纤监测技术的优点,并对常用的几种分布式光纤监测技术进行了比较.将布里渊频域分析技术用于测量地下水温度的可行性进行了分析,总结了地下水温度场的光纤传感器测量布设方案,提出了分布式光纤传感技术测量地下水温度场的数据分析和处理思路.通过室内模拟试验,采用布里渊频域分析技术监测了水温度场的动态变化,取得了良好的效果,验证了布里渊频域分析传感技术测量地下水温度的可行性和优越性.     

结构不确定性线性系统的鲁棒控制器设计

本文利用最近由频域推导的μ方法,按照时域与频域的对应关系,建立μ的状态空间对应模型,从而直接在状态空间对结构不确定性进行性能与鲁棒性研究,给出不确定系统满足一定范围摄动的稳定鲁棒充要条件,并通过引入假想不确定性建立此系统的性能鲁棒条件,利用μ方法与H_∞控制结合,发展由状态及输出反馈的鲁棒控制设计方法,控制律由代数Riccati 方程解得.