未知非线性系统的神经网络跟踪控制与仿真研究

应用输入／输出反馈线性化方法和李亚普诺夫方法,研究了一类具有未知非线性函数的非线性动态系统的自适应鲁棒输出跟踪控制问题。首先通过坐标变换和输入变换,将非线性系统变换为部分线性可控系统。接着采用多层前向神经网络来逼近未知非线性函数,网络的权值根据李亚普诺夫原则来在线修正,这样就克服了多神经网络控制系统中存在的稳定性问题。同时,为了减少权值学习时间,应用遗传算法预先离线训练网络权值。最后提出了一个基于神经网络建模的自适应鲁棒控制律,给出了李亚普诺夫意义下的稳定性证明。所提出的控制律可确保相应闭环系统的状态及跟踪误差一致最终有界。所给的Van der pol系统的例子说明了所提控制方案的有效性与鲁棒性。     

带有持续扰动非线性系统的最优跟踪控制

研究具有外界持续扰动的非线性系统的无静差最优跟踪控制问题。首先基于内模原理构造一扰动补偿器,将系统化为无扰动的增广系统。然后利用灵敏度法推导出了该系统的最优跟踪控制律。仿真实例表明了该设计方法的有效性。     

光电跟踪系统的一类非线性滤波器

传统的光电跟踪系统通过测量目标的斜距离、俯仰角和偏航角来获取目标运动参数。针对附加角速度测量的一类新的光电跟踪系统,充分考虑传感器测量噪声的相关特性,基于非线性估计理论设计了目标跟踪滤波器。首先利用嵌套条件方法推导了转换测量误差前两阶矩的一致性估计,然后采用序贯采样卡尔曼滤波器（SUKF）对解耦后的转换测量进行序贯处理,最后从理论上分析了跟踪滤波器的稳定性并给出了跟踪系统的Cramer-Rao下界（CRLB）。Monte-Carlo仿真表明：滤波器估计误差均方差（RMSE）已逼近非线性跟踪系统的CRLB。

Abstract：

Generally tradition optic-electric tracking systems can obtain target motion parameters by measuring distance,elevation angle and yaw angle of targets.A target tracking filter taking correlated measurement noises into account was designed for optic-electric tracking systems with angle velocity measurements based on nonlinear estimation theory.Firstly,the consistent first two moments estimate of the converted measurement errors were derived by nested conditioning method;then the converted measurements were sequentially processed according to Sequential Unscented Kalman Filter （SUKF）;Finally the stability of the filter was analyzed theoretically and the Cramer-Rao Low Bound （CRLB） of the nonlinear tracking systems was proposed.Monte-Carlo simulation results show that the Root Mean Square of Estimate Error （RMSE） of the filter is closed to the CRLB of the nonlinear tracking systems.     

非线性系统的自适应控制仿真研究

本文以本溪合金厂电解铜箔车间电流密度为控制对象,对系统中造成产品浪费的死区和齿隙两个非线性环节进行线性化处理,并采用自校正调节器控制,使系统的稳态误差缩小到1％左右,动态性能指标也满足一定要求。     

舰载光电跟踪系统的虚拟仿真系统研究

针对舰载光电跟踪系统训练中存在的缺乏目标跟踪环境的实际问题，首先，介绍了国内外虚拟仿真技术在武器系统训练中的应用，其次，介绍了舰载光电跟踪系统的虚拟仿真系统的功能；第三，提出了虚拟仿真系统的总体设计方案，最后，说明虚拟仿真技术是人在回路仿真训练系统研制中新的有效手段。     

一类非线性系统的自适应神经跟踪控制

针对一类未知非线性动态系统,提出了一种基于神经网络的自适应输出跟踪控制方案。网络权值的自适应修正规则是基于Lyapunov稳定性理论实现的,避免了递归训练过程;一个滑模控制项用于消除神经网络逼近误差的影响。因此,该自适应神经控制器能保证系统的全局稳定性和输出跟踪误差渐近收敛于0。     

非线性时变系统的输出跟踪

研究一类非线性时变控制系统的输出跟踪控制问题。首先,给出了时变李导数及非线性时变系统的相对阶定义;其次,在系统输入输出反馈线性化的基础上,设计了跟踪期望信号的时变状态反馈控制律;最后给出了数值算例,用仿真结果说明了本文方法的有效性。     

非线性直流电机仿真模型系统的建立

着重考虑直流电机运行在零速度附近所产生的非线性摩擦力的影响。在MATLAB环境下精确地建立起可用于仿真实验以及系统控制器设计的非线性直流电机的仿真模型系统。结合已获得的研究成果,并充分利用SIMULINK软件,在完成非线性系统建模的同时,显示出其软件的强大功效。     

基于转换测量卡尔曼滤波算法的目标跟踪研究

在去偏转换测量中,先以目标的真实位置为条件求出真实的偏差和协方差阵,然后以传感器的测量为条件对真实偏差和协方差求取期望,这种方法求得的转换测量的偏差和协方差阵会引入附加的误差,因而不够精确。针对这种情况,直接以传感器的测量为条件求取转换测量的偏差和协方差阵,这种方法不仅精确而且简单。仿真结果表明算法的有效性。     

一类不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪控制器

研究了一类不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪问题 ,目的是在未满足不确定性匹配条件的情况下设计精确跟踪参考轨迹的状态反馈控制器。为了补偿不确定性 ,将鲁棒输出跟踪控制器的设计问题转化为最优控制器的设计问题。证明了鲁棒输出跟踪问题的解可通过最优控制的解而得到 ,通过仿真说明了这种设计方法是行之有效的。     

非马尔科夫可修表决系统可靠性数字仿真

本文设计了求解任意非马尔科夫可修表决系统可靠性指标的仿真算法,通过仿真计算可以获得系统任意瞬态可靠性指标。文中给出了几种不同情况的仿真实例。文末对本文算法进行了检验。     

非马尔科夫可修公共备用系统可靠性数字仿真

给出了任意非马尔科夫可修公共备用系统可靠性数字仿真的数学模型,仿真算法,通过仿真可以获得非马尔科夫可修公共备用系统的任意瞬态可靠性指标。本文给出了多种仿真实例,并对算法进行了检验。     

基于MATLAB的非完整动力学系统跟踪控制的动态仿真

本文详细阐述了如何用MATLAB进行非完整动力学系统轨迹跟踪控制的仿真。基本思想是将MATLAB中的Simulink和S函数相结合构造了非完整动力学系统的模型模块和控制器模块,将它们搭成仿真模型,其中包含了难于处理的非完整约束问题。该模型清晰地表达了系统中所有变量之间的数学关系,仿真结果表明该模型的有效性和可行性。本文为非完整动力学系统跟踪控制的仿真提供了新的途径,对非完整系统的设计和优化有一定的参考意义。     

组网雷达多目标跟踪仿真系统的设计与实现

介绍了研制的组网雷达多目标跟踪仿真系统的组成及各部分的关键技术 ,给出了仿真结果。仿真分析表明 ,该系统具有仿真组网雷达在电子战条件下跟踪大批次和复杂机动目标的能力。该系统不仅可以用来评价多目标跟踪算法在电子战条件下的性能 ,而且也可以用来评估雷达网在复杂电子战条件下的综合性能。     

基于扩展量测的球坐标系中水下目标跟踪算法的研究

基于自适应高斯模型，提出了球坐标系中扩展量测的水下目标跟踪，导出了目标模型和目标运动状态的坐标转换公式，推导了基于扩展量测的球坐标系目标跟踪算法，给出了Monte carlo仿真结果。结果表明：本文提出的跟踪算法不但能够提高目标距离的稳态跟踪精度，而且能够提高目标方位角和俯仰角的稳态跟踪精度，改善系统的动态收敛特性。     

Qualitative Simulation of Non linear SISO System

ＱｕａｌｉｔａｔｉｖｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＮｏｎ┐ｌｉｎｅａｒＳＩＳＯＳｙｓｔｅｍ⒇ＧＵＡＮＷｅｉＬＩＵＢａｏＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｒｉｎｇ,ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｔｉａｎｊｉｎｇ３０００７２Ａｂｓｔｒａｃ...     

基于运动跟踪和交互仿真的工作设计

为了在设计阶段早期就可以考虑工作任务、工作空间以及人与系统的匹配问题,运用多相机成像和图像处理技术实现了一套人体运动跟踪系统。运用该系统可以获取虚拟工作空间中实际工作者的动作信息,通过实时的人机交互仿真实现工作者与虚拟对象的自然交互,通过仿真对工作设计进行评价,评价内容包括工作空间可及性、工作任务可完成性、完成绩效以及满意度等。所构建的原型系统已经用于多种工作动作的跟踪、仿真和评价。     

航天器试验测控仿真系统的研究与应用

航天器飞行试验的跟踪测量与控制系统,是典型的复杂大系统。在总结多年测控总体研究经验的基础上,采用先进的计算机仿真技术,我们研制了测控仿真系统TCSS,以解决测控系统总体工作的迫切需要。TCSS是一体化的多机分布式仿真系统,它以VAX机为主机,在多台微机的配合下,可以完成包括测控系统的建模、实验、分析和结果报告等在内的仿真全过程。本文对此系统的基本结构、软件、功能特点和用途等作了介绍,也例示了其应用。     

数字图像注入式红外捕获跟踪闭环仿真试验探讨

外场动态飞行和内场仿真是红外捕获跟踪系统的两种试验方法。由于注入式仿真试验不受红外景像转换器等关键器件的制约,投资少、见效快,成为有限条件下的理想试验手段。红外捕获跟踪系统闭环仿真试验的关键技术是闭环构建和红外图像仿真。将被试系统编码盘输出数据和目标运动方程综合处理,控制闭环系统的延时,精确仿真目标像素位置,是保证闭环构建逼真度的主要途径;采用实测数据和理论计算相结合,是保证红外图像仿真逼真度的关键。本文介绍仿真试验系统组成,并就以上两关键技术进行分析、论证。