跟踪微分器滤波性能研究

对跟踪微分器的滤波性能进行了研究，由跟踪微分器滤波所产生的相位延迟，利用它能够得到的原始信号的滤波信号和其微分信号，采用预报的方法进行补偿。仿真结果表明，所采用的这种近似方法较好地再现了原始信号。在一个采样时间不固定，且采样信号带有噪声的应用实例中，采用变步长的跟踪微分器加预报的方法得到了较好的结果。     

基于非线性跟踪—微分器的金融时间序列预测

基于非线性跟踪-微分器的基本原理,开拓性地用二阶离散和三阶离散非线性跟踪-微分器对上证综指进行了预测.从预测结果来看,二阶非线性离散跟踪-微分器预测相对误差控制在8%以内,三阶离散非线性跟踪-微分器预测相对误差控制在5%以内,显示了较好的预测效果.     

非线性跟踪─微分器在生育模式预测中的应用

本文根据跟踪－微分器跟踪信号及其微分的性质，我们并设计证明了二阶非线性跟踪－微分器，并利用它对生育模式进行了预测．     

加载柔性臂振动的非线性应力反馈控制

用数值仿真的方法讨论了一种用新型的非线性应力反馈律来镇定加载柔性臂振动的问题。该方法使用跟踪微分器取得柔性臂根部应力信号的微分信号,并与根部应力信号一起组成非线性控制输入来控制加载柔性臂的振动.其镇定效果明显地优于有关问题的现有实验结果。     

自适应网格跟踪微分器设计

针对传统跟踪微分器给大幅度变化的离散输入信号安排过渡过程时存在误差较大和相位滞后等问题,提出了一种自适应网格跟踪微分器。根据任务要求将整个跟踪过程分为上升段和稳定段。将滤波因子和速度因子扩张成二维网格,并按照设定的网格细化策略依次细化网格,直到满足精度要求为止。通过若干案例仿真验证了该自适应网格跟踪微分器的可行性和有效性。它能有效地处理大幅度变化的离散输入信号,具备快速、准确、无超调的跟踪性能,而且安排的过渡过程和提取的微分信号均无相位滞后。此外,在处理连续信号时,该跟踪微分器同样具备这些优越的跟踪性能,而且不受采样步长的影响,具备更好的适应性。     

柔臂弯曲和挠转振动的非线性应力反馈控制

用数值仿真的方法讨论了一种用新型的应力及其微分的非线性反馈律来镇定柔性臂的弯曲和扭转振动的问题。该法使用跟踪－微分器取得柔性臂根部应力信号和微分信号,并与根部应力信号以及端咪的挠率信号一起组成非线性控制输入来控制柔性臂的弯曲和扭转振动。其镇定的仿真实验效果很好。     

基于正切Sigmoid函数的跟踪微分器

通过引入神经网络中的正切Sigmoid激励函数和终端吸引子函数,构造了一种非线性跟踪微分器。采用完备的稳定性理论证明了所设计跟踪微分器的渐近收敛性,并通过扫频测试分析其频域特性,总结出参数整定规则。和之前的文献相比,进一步优化了跟踪微分器的结构,整合了功能重叠的参数使得更易调参。同时,加入了终端吸引子函数降低高频信号引起的颤振使得噪声抑制能力更强。仿真结果表明,所设计的跟踪微分器具备对包含一定噪声干扰的正弦信号的滤波和求导能力,且响应速度快、精度高,具备对方波信号的快速稳定跟踪和广义导数逼近的能力,且具有更强的噪声抑制能力。     

基于反双曲正切函数的跟踪微分器设计与应用

通过引入反双曲函数与终端吸引子函数,构造了一种新型跟踪微分器。反双曲正切函数在平衡点较近处优异的线性特性可以保证系统收敛的平滑性,远离平衡点处的非线性特性能保证收敛的快速性。通过引入终端吸引子函数,降低了高频信号引起的抖振,增强了噪声抑制能力。通过扫频测试总结得出了参数整定规则后,与典型的跟踪微分器进行对比仿真,测试了所设计新型跟踪微分器的性能。最后,在控制器设计时,基于所提出的新型跟踪微分器构造了干扰观测器。通过仿真对比,证明所构造的干扰观测器实现了对模型不确定项的有效估计。     

基于反双曲正切函数的跟踪微分器设计与应用

通过引入反双曲函数与终端吸引子函数,构造了一种新型跟踪微分器。反双曲正切函数在平衡点较近处优异的线性特性可以保证系统收敛的平滑性,远离平衡点处的非线性特性能保证收敛的快速性。通过引入终端吸引子函数,降低了高频信号引起的抖振,增强了噪声抑制能力。通过扫频测试总结得出了参数整定规则后,与典型的跟踪微分器进行对比仿真,测试了所设计新型跟踪微分器的性能。最后,在控制器设计时,基于所提出的新型跟踪微分器构造了干扰观测器。通过仿真对比,证明所构造的干扰观测器实现了对模型不确定项的有效估计。     

高超声速飞行器输入受限模糊反演控制

针对吸气式高超声速飞行器控制中存在的执行机构受限问题,提出一种模糊反演控制设计策略。设计一种新的辅助系统分别对跟踪误差和控制律进行补偿,在物理执行机构受限时能够同时保证闭环系统及跟踪误差的有界性。在反演控制的设计框架下,引入模糊控制器逼近模型中的不确定项,提高控制系统的鲁棒性。为防止出现传统反演方法中存在的“微分膨胀”问题,引入滑模微分器对虚拟导数进行求解。最后,通过实例仿真验证所设计控制策略的有效性。     

New tracking-differentiator design and analysis of its stability and convergence

A new simple linear tracking-differentiator (T-D) is presented. Stability and convergence of the T-D are thoroughly proved, which avoids inconvenience of stability proof for nonlinear T-D with switch function. Through error analysis, the presented T-D can extract differential of any piecewise smooth nonlinear signals to reach a high accuracy. Compared with the nonlinear T-D with switch function, shaking phenomenon is avoided at the switching point of the function. By further modifying the linear T-D, it can effectively restrain differential impulses produced by initial errors of signals or by signals suddenly changing. Finally, analysis of several simulation examples shows the effectiveness of the proposed theory.     

动态飞行仿真系统高载荷训练研究

介绍了动态飞行仿真系统的总体设计，结合现代军机的高载荷（高G值），飞行特点，详细介绍了高载荷飞行仿真的当前状况，从飞行仿真技术原理方案和载人离心机原理方案出发，采用了实时飞行仿真技术，直接力矩控制技术和交流同步电机驱动主心机的伺服调速体制，实现了高载荷（高G值）模拟飞行训练。     

基于SCKF的光电跟瞄系统等效复合控制

由于高能激光武器独特的毁伤机理要求其光电跟踪瞄准系统的控制精度达到微弧度级,因此由跟踪目标加速度带来的跟踪误差已不可忽略。提出了一种速度与加速度前馈补偿以提高光电跟瞄系统跟踪精度的方法,推导了该系统加速度前馈补偿的误差系数。为获得高精度的目标运动要素,应用平方根容积卡尔曼滤波(square〖JP3〗 root cubature Kalman filter, SCKF)算法对目标进行滤波预测。在建立的等效复合控制系统中进行仿真实验,结果表明,基于SCKF前馈补偿方法相对于基于常用非线性卡尔曼滤波算法的前馈补偿方法,精度得到大幅提高。     

基于自适应和模糊控制的新型XY平台同步控制研究

高性能XY平台普遍应用于集成电路(IC)制造和封装设备中.为获得较高加速度,提出了一种单边双直线电机冗余驱动的新型XY定位平台.冗余驱动系统在高速和高加速运动时均存在同步运动精度问题.针对X轴向双直线电机的同步驱动控制,建立了冗余驱动数学模型,并基于模型参考自适应控制和自适应模糊控制算法,设计了运动控制器,确保了同步运动精度.仿真结果表明,在较高加速度运动时,系统具有良好的静态、动态性能和较高的同步运动精度.     

基于数字信号处理器的指数加减速算法仿真

通过对指数加减速原理分析，建立了离散时间域的软件加减速公式，并改进了算法，实际应用于自行开发的基于数字信号处理器（DSP)的多轴运动控制器。通过测量运动控制器输出电压以及与MATLAB的数值仿真结果比较，证明了改进的指数加减速算法公式在数控加工中具有实际意义。     

四自由度汽车磁流变半主动悬架最优控制研究

应用汽车行驶动力学理论,以1/2汽车悬架模型为研究对象,建立四自由度汽车磁流变半主动悬架动力学方程和空间状态方程,设计了半主动悬架线性二次型最优控制器及控制算法,提出了汽车振动速度分段式磁流变半主动悬架最优控制策略。在SIMULINK软件中建立悬架仿真模型,仿真分析磁流变半主动悬架最优控制效果,仿真结果表明,汽车磁流变半主动悬架应用最优控制算法和分段控制策略可以降低车身垂向振动加速度和车身俯仰角加速度,提高了悬架平顺性。     

车辆半主动悬架系统模糊神经网络控制研究

悬架系统对车辆平顺性具有重要的影响,通过预瞄控制在后轮处提前预测路面不平度,用于解决半主动悬架模糊神经网络控制存在的时滞问题。建立了1/2车辆模型和路面输入模型,设计了基于预瞄控制的半主动悬架模糊神经网络控制结构,并进行了白噪声输入仿真分析。结果表明：预瞄控制后的车身加速度峰值和标准差比被动系统分别减少了61.61%和44.28%,比模糊控制的悬架系统分别减少了21.23%和21.20%;预瞄控制后的质心加速度峰值和标准差比被动系统分别减少了35.21%和57.81%,比模糊控制的悬架系统分别减少了7.83%和20.10%。后轮处车身加速度和质心垂直加速度均有明显减小,较好改善了悬架系统适应道路的性能,有效缓和了车辆的振动和提高了汽车的行驶平顺性。

Abstract：

Suspension system has important effect on vehicle ride comfort.Wheelbase preview control method could be used to forecast the road surface roughness at the front wheel,and to be used to solve the delay problem in fuzzy neural network controlled semi-active suspension system.The 1/2 vehicle model and road input model was established,and the fuzzy neural network control structure based on wheelbase preview control theory was designed.The white noise input simulation was carried out and the results show that the peak and standard deviation of body acceleration are separately decreased by 61.61% and 44.28% compared with passive suspension system,and are 21.23% and 21.20% compared with fuzzy controlled suspension system;on the other hand,the peak and standard deviation of vertical acceleration at CG are separately decreased by 35.21% and 57.81% compared with passive suspension system,and are 7.83% and 20.10% compared with fuzzy controlled suspension system.The body vertical acceleration at rear wheel and the vertical acceleration at CG are significantly decreased to adapt to the suspension performance,which helps to effectively easy the vehicle vibration and to improve the vehicle ride comfort.     

纯方位跟踪中最优轨线的影响因素分析

针对常加速目标跟踪的最优观测者轨迹问题,基于最优控制理论建立最优观测者轨迹的优化模型,然后运用解析法得到全局精度指标下常速率观测者最优航向的必要条件,通过仿真讨论目标加速度、观测者速率、目标与观测者的初始距离、目标航向对最优观测者轨迹的影响。仿真结果表明,当目标从近处以较小加速度作接近观测者的运动时,观测者的最优轨迹较光滑;为对常加速目标进行精确跟踪,观测者应沿最优轨迹作高速率的机动。     

歼击机飞行员三轴加速度过载建模与仿真研究

持续载荷飞行仿真平台是一种新型飞行模拟器,为了能够精确控制该模拟器的运动系统,需要解决飞行员的三轴加速度过载的计算问题。通过对模拟器运动系统以及飞行员的运动规律分析,运用理论力学的知识,推导出歼击机飞行员三轴加速度过载的数学模型。最后对该模型进行了数字仿真,并用实验方法对仿真结果进行了检验,显示该数学模型正确合理,能够作为解决上述问题。     

激光驾束导弹制导控制辅助惯性器件滤波

针对某型激光驾束导弹微机电(micro electro mechanical systems, MEMS)速率陀螺仪和加速度计测量噪声大的问题,提出采用姿控舵偏角和过载指令实现陀螺仪和加速度计的滤波。首先,基于姿态运动学建立MEMS速率陀螺滤波方程;其次,结合局部模型跟踪控制律特点,引入过载指令与实际过载的近似数学描述,建立加速度计滤波方程;最后,采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)实现对三轴角速率、两轴加速度、攻角及侧滑角的辅助估计。半实物仿真试验表明,该算法可以将速率陀螺误差及加速度计误差分别降低至16%和30%,同时对攻角和侧滑角的估计偏差约为0.03°,证明算法有效。