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.     

时滞系统的动态矩阵控制算法中参数的选取

时滞现象在工业中广泛存在,预测控制可以很好地解决时滞对系统的影响,但预测控制允许设计者自由地选择优化性能指标的形式.因此,对于同一被控对象,若在性能指标中取不同的时域参数和权矩阵,就可能导致完全不同的控制效果.文章以单变量动态矩阵算法为例,讨论了时滞系统的动态矩阵控制设计参数与控制性能之间的关系.     

一般悬架垂向性能指标的分析及系统方法

本文主要通过建立悬架系统垂向性能指标的传递函数,进行了系统思想的设计阐述。结合1/4悬架系统垂向动力学分析,应用经典的频域设计方法,列出了一般悬架垂向性能指标的传递函数①,为说明其过程,结合一个简单算例对传递特性做了简单分析。认为应用这一工程方法,不仅是汽车动力学系统设计的具体应用,同时也揭示了汽车系统内部之间和系统与环境之间两个关系,这对提升设计工作者的业务水平是有益的。     

控制系统时频动态性能指标及关联性

控制系统品质的时域和频域动态分析都通过其量化性能指标衡量．讨论标准二阶系统指标形式及时频性能与系统特征参数的相互制约，建立系统时频性能指标的关联性，对于在不同分析域反映系统动态性能具有实际意义．     

自动控制系统时域瞬态性能指标图解表示的探讨

本文根据自动控制系统的时域瞬态性能指标的定义，分析了现有的两种有代表性的指标图解表示形式存在的问题，提出了一种新的图解表示形式——在无量纲阶跃响应曲线图上图解表示时域瞬态性能指标。这种新的图解表示形式对于各种系统都具有普遍意义，且当用实验的方法确定时域瞬态性能指标时，可以用任意幅值的阶跃输入信号，也无须对系统的输出量进行严格的数值标定，因此使用更为方便。     

基于时域误差要求的巴特沃斯滤波器设计

考察了将输出信号时域误差要求引入经典滤波器设计指标的问题。从导出的时域误差上界可见,在对滤波器进行相位补偿后,这一误差上界已与滤波器幅度平方函数相联系,从而可据此形成时域误差设计指标。在此基础上,提出了一种新的可同时满足频域与时域性能指标的巴特沃斯滤波器设计方法,并给出了设计示例。     

时钟抖动和相位噪声关系的研究

时钟的抖动和相位噪声是衡量时钟综合性能的最主要的指标，但是有关这2个指标之间的关系论述很少，明确说明抖动和相位噪声的含义，而且通过建立典型数学模型对2个指标的关系作出了论证．同时引入例子说明抖动性能对A／D转换系统的影响，并举例说明抖动的测量值与计算值之间的区别和关系，说明时钟抖动和相位噪声是对时钟时序性能时域和频域的不同描述，它们之间存在着确定的对应关系．     

永磁行星齿轮传动系统受迫振动分析

获得满意的传动系统动力学特性需要合理选择设计参数.为此,对永磁行星齿轮传动系统受迫振动时域和频域响应进行了求解,分3 种激励条件对该系统进行了时域和频域响应分析,讨论了系统磁性能参数对该系统频域响应的影响规律.结果表明：只考虑输出端激励时系统各部件动态位移响应较只考虑输入端激励时大,磁性能参数对各构件的低频振幅影响比较大,进行结构设计时要合理选择参数,避免系统各部件产生较大的振动.     

评估计算机系统性能的一种方法

本文提出一种评估交互式计算机系统的利用率,吞吐率及响应时间的方法,归纳出一组数学表达式,能描述系统参数与系统性能指标之间的关系.当需要了解现有系统性能或欲通过改变系统配置以获取更好的指标时,这些表达式能提供有用的结果或起指导作用.     

空间相机检测设备的高速信号传输技术

为了验证及评估空间相机检测设备的高速串行信号传输的可靠性,提出了对设备的高速信号链路进行建模及协同仿真的方法.首先建立了高速串行信号链路的混合模型,包括高速收发器通用模拟电路仿真器(HSPICE)模型、收发器晶片到封装焊球之间键合线的RLGC模型、仿真软件SIwave提取的印制电路板(PCB)布线的S参数模型和SATA连接器及其线缆的S参数模型.然后基于ADS仿真平台,通过频域的S参数仿真和时域的眼图仿真,分析了整个信号链路以及各互联结构对高速信号传输的影响.频域和时域仿真结果均表明该传输链路支持3.125Gbit/s的传输协议RapidIO最高传输速率,系统实际测试的误码率低于1×10-14.提出的建模与仿真方法也适用于其他各种高速串行传输系统.     

π型谐振IPT系统的混合灵敏度H∞鲁棒控制

针对一种π型谐振网络的非线性感应电能传输系统(IPT),应用广义状态空间平均(GSSA)法对时域状态变量进行频域分解,并用低阶傅里叶系数的实部和虚部作为新变量将其近似成一个线性时不变系统.为对负载输出电压进行无静差跟踪控制及鲁棒性能分析,综合考虑系统的中低频参数摄动及高频未建模部分的不确定性,通过在频域上调整选择多目标...     

高速孤子传输系统稳定性研究

定时抖动是通信系统的重要性能指标,本文从光孤子的基本概念入手,根据光脉冲的传输动力学方程,采用变分法分析高斯准孤子在孤子互作用和高阶效应条件下传输演化特性的影响以及产生定时抖动的机理.本文研究了光孤子通信系统的传输控制理论及其数学模型,采用时域和频域复合控制的方法,建立了光脉冲的传输方程,采用变分法研究了波分复用系统中孤子互作用,自陡峭和拉曼效应等扰动因素对孤子参数演化的动力学方程,得出了孤子传输系统定时抖动的计算公式,比较了几种信道间隔下的孤子互作用,采用时域和频域复合控制方法有效的抑制孤子的定时抖动,从而延长的孤子系统的传输距离.设计了160Gb/s长距离高速孤子传输系统并对传输特性进行了数值模拟,结果与理论分析一致.     

控制系统的优化设计——多性能指标下的参数优化方法

本文提出一种多性能指标下控制系统参数的优化方法。利用本方法可以得到控制系统在满足所给定的时域性能指标下使积分性能指标最小的优化参数,也可以得到在满足超调量等指标的前提下,使调节时间最短的优化参数以及解决其它一些特殊要求的参数寻优问题。经仿真研究,结果是满意的。     

双闭环直流调速系统参数的进化计算

用现代控制理论方法建立闭环直流调速系统的状态方程式,并以时域性能指标为目标函数,建立了系统参数优化的数学模型。在工程设计方法的基础上引入了遗传算法,对设计参数进行了优化,优化后的设计参数显著地提高了系统性能指标。     

基于SystemView的AM通信系统仿真分析

利用SystemView建立标准调幅AM通信系统.通过改变器件参数,获得典型信号的时域与频域波形,分析载波增益系数、本地载波相位与频率变化对系统性能的影响.实验表明,SystemView可以方便地进行通信系统仿真,可为通信系统课程教学和相关技术的研究提供支持.     

用极点配置法设计发电机励磁调节器及其效果分析

利用极点配置法对一(三阶)单机—无穷大系统发电机励磁调节器参数整定及其在改善系统静态和暂态稳定性能方面的效果进行了分析与计算,并就三阶系统全状态和部分状态变量反馈极点配置与调节器参数整定之间的关系进行了分析。     

基于单变量系统时域指标的LQSF加权矩阵Q的确定方法

本文提出了一种新的基于单变量系统时域指标的LQSF加数矩阵Q的确定方法,这种方法的特点是,能在同时满足系统时域指标和二次型性能指标的情况下,比较精确地确定加权矩阵Q。     

具有随机干扰的车辆座椅悬架系统的鲁棒H控制

针对随机干扰环境下的车辆座椅悬架系统,给出鲁棒H控制器设计方法。首先建立座椅悬架系统的动力学模型,在建模过程中同时考虑了系统中存在的参数不确定(质量、刚度、阻尼)和座椅随机振动因素。其次,基于随机微分方程理论和Lyapunov泛函理论设计出半主动控制器,给出控制器参数线性矩阵不等式解的形式,并保证系统的H性能指标。最后,随机输入下的时域和频域仿真结果表明,所提方法在参数不确定和随机干扰下能够有效衰减座椅悬架垂直加速度,提高人体乘坐舒适性。     

自适应移频变尺度随机共振在故障诊断中的应用

针对移频变尺度随机共振系统参数选择困难的问题,提出了一种基于时频指标的自适应移频变尺度随机共振算法.该算法选用了最高谱峰位置(频域)及过零间距方差(时域)作为优化目标函数,避开了以信噪比等为目标函数时需要预先知道目标信号确切频率的不足,能够自适应地获取最优系统参数,以最大信噪比检测出微弱周期信号.同时,由于移频变尺度随机共振的选用,该自适应算法突破了传统随机共振系统的限制,因此可以检测实际工程中的高频信号.仿真和故障诊断的工程应用结果表明,该自适应算法简单、易于理解,能有效地从强背景噪声中检测出高频微弱周期信号,具有较强的工程实用价值.     

电动助力转向系统优化标定方法研究

针对现有的电动助力转向系统(EPS)标定参数复杂、标定周期长、标定效果不理想问题,提出了一种EPS系统控制参数的优化标定方法。建立了EPS系统和二自由度整车数学模型;提出EPS系统性能评价指标,研究EPS系统控制参数与所提性能指标之间的关系曲线,并提出以转向稳定性为约束条件,以路感频域能量平均值最大和助力特性动态误差总方差最小为优化目标的控制参数优化标定模型。试验表明这种优化标定方法可以使EPS系统性能得到提高,有效指导标定人员进行参数标定,缩短EPS系统的研发周期。