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。     

非线性跟踪-微分器及其在股价模拟和预测中的应用

在介绍非线性跟踪-微分器基本原理的基础上，运用非线性跟踪-微分器对上证综指进行了模拟和预测，并将其模拟和预测结果与五日移动平均法进行比较。结果发现，不管是敏感度还是误差，非线性跟踪-微分器比移动平均法要理想得多。     

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．     

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。     

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.     

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。     

基于鲁棒精确微分器的分数阶滑模制导律设计

针对具有碰撞角约束的机动目标拦截问题, 提出一种有限时间收敛的分数阶终端滑模制导律。首先, 建立二维平面的导弹目标相对运动模型。其次, 分别选择分数阶滑模面和分数阶趋近律, 设计分数阶终端滑模制导律, 并对制导系统的有限时间稳定性进行了证明。同时, 为准确获得目标机动信息, 提出一种基于鲁棒精确微分器的目标机动加速度估计方法, 对制导律进行补偿。最后, 通过与相关制导律的对比仿真, 验证了所提分数阶终端滑模制导律具有较高的制导精度, 同时可有效抑制滑模抖振。     

基于模拟退火算法的高阶数字微分器设计

通过简单有效的搜索操作和参数,提出了设计高阶数字微分器的一种模拟退火算法.在有效频段最小化二次型误差的意义下,算法能够快速而简单地得到最优滤波器参数.通过与著名的McClellan-Parks算法的比较表明,所提算法不仅能够实现误差函数的全局最优,而且在绝大多数频段能够取得更好的性能,同时具有较强的初值鲁棒性.     

无人机自主精确着陆控制律设计及仿真研究

将无人机对理想着陆轨迹精确跟踪能力和抗干扰能力的要求分开考虑,从精确输出跟踪和鲁棒性两个角度综合自主着陆控制律.针对着陆过程中动态方程的非最小相位特性,利用在线稳定逆产生用于着陆轨迹精确跟踪的前馈输入和状态参考轨迹.将建模误差等不确定性和外干扰看成为广义干扰,利用一个构造性的非线性干扰观测器对其进行观测.在干扰观测器的基础上设计滑模控制器对状态参考轨迹跟踪的误差系统进行鲁棒镇定.仿真结果表明,设计的自主着陆控制律能精确跟踪理想着陆轨迹,并有很好的鲁棒性和抗干扰性.     

水下机器人自主控制系统的设计与实现

水下机器人(简称AUV)的自主控制系统起着相当于人类"大脑"的作用,它是AUV的核心技术。本文在QNX操作系统下利用多线程技术设计并实现了AUV自主控制系统。介绍了AUV混杂系统结构和自主控制原理,给出了自主控制系统的多线程结构。设计了多线程同步模块,并与QNX消息传递机制相结合实现了AUV自主控制系统线程间的同步与通信。最后在半实物仿真平台上结合具体案例对自主控制系统进行了验证。仿真结果表明AUV自主控制系统能够正确协调各个线程自主完成使命。     

汽车巡航自适应PI控制系统设计

汽车巡航控制系统的动力学特性和控制策略是一个重要的问题.针对汽车巡航PI控制系统中存在非线性特性,在分析汽车巡航PI控制系统特性的基础上,提出一种新的用于确定系统最佳输出参数的优化准则,根据该准则编写了控制系统的自适应算法,实现PI参数随控制系统状态参数的变化而自动调整,从而改善控制系统的动态性能.理论分析和仿真结果证实了该控制策略的正确性和有效性.     

深空探测巡航段自主光学导航方案研究

星际巡航段导航方案设计是深空探测任务中的重要组成部分.针对巡航段的特点,研究了一种基于多颗小行星光学信息的自主光学导航方案.它包括导航星的确定,导航系统的建立,导航算法的研究.此方案给出了统一的导航小行星选取准则,导航星个数的判别方法,以及基于UD分解的递推加权最小二乘滤波导航算法.通过可观测性分析确保了导航算法的可行性,利用数学仿真验证了导航方案设计的合理性.此方案的导航系统精度优于深空1任务,位置估计误差小于100,速度估计误差小于0.3m/s.     

飞机超声速巡航主动重心控制系统设计

针对某型飞机,从飞行动力学角度推导了飞机巡航阻力与重心位置、气动焦点位置之间的关系,分析了主动重心控制技术降低飞机超声速巡航飞行阻力的基本原理;构建了适用于飞机超声速巡航的主动重心控制系统结构方案,在此基础上设计主动重心控制器协调飞机的纵向稳定性和操纵性.仿真结果表明,将主动重心控制技术应用到某型飞机超声速巡航中,可有效减小巡航阻力,提高巡航的效率和航程.     

伺服系统模糊滑模控制器的设计与仿真

将模糊逻辑控制与滑模控制相结合，给出了一种模糊滑模控制器的设计方法。并针对伺服系统具有参数变化范围大、干扰源多等特点，设计了基于模糊滑模控制的伺服系统的结构。最后将该方法用于某机器人的机械臂的控制，并在参数大范围变化、正弦扰动作用等条件下进行了仿真。仿真结果表明，模糊滑模控制能有效地削弱传统滑模控制的“抖动”现象，并且在一定条件下具有很强的鲁棒性。     

自适应巡航系统车辆跟驰控制策略仿真

为提高自适应巡航系统对行车环境的适应性,提出一种基于可变间距的车辆跟驰控制策略。建立基于无迹卡尔曼滤波的车辆运动模型,近似估计本车质心轨迹的曲率半径。建立前车目标辨识模型,根据前车与本车的相对运动状态判定前车跟踪目标。设计车间距离控制策略,通过调节车速控制本车与前车保持安全车距行驶。开展本车换道、曲线路径的复合工况仿真试验,结果表明,本车能够快速、平稳地跟踪前车目标。     

自主式水下潜器虚拟仿真系统研究

基于软件平台MultiGenCreatorPro和Vega开发出自主式水下潜器(简称AUV)虚拟仿真系统。论述了仿真系统体系结构、信息流、AUV运动模型与空间一致性方法;介绍了数据交换方式、主要的仿真功能、实时视景生成与显示技术;给出了AUV基于路径规划的三维仿真结果。结果表明,该仿真系统结构合理可靠,采用的运动模型和仿真算法满足了系统仿真的实时性要求,可逼真地演示AUV的自主运动过程。该仿真系统作为演示并验证AUV自主能力与动态控制方法正确性、有效性和实用性的先进手段和科学方法,已得到实际应用。     

Control of Chaos in Lu System Subject to Mismatch Uncertainties Using Sliding Mode Design

A strategy is proposed to control Lu It is implemented by using sliding mode control system with mismatch uncertainties. The proposed controller ensures the occurrence of the sliding mode motion. It is guaranteed that under the proposed control law, the system state can be regulated to a specific point or in a predictable neighborhood of desired points in the state space even with mismatch uncertainties. Simulation results have illustrated the effectiveness and robustness of the proposed schemes even though the control input is nonlinear.     

智能无人潜水器半实物仿真平台设计

为了验证无人潜水器系统的软件逻辑及智能控制系统的硬件体系、数据接口和可靠性,通过对其体系结构中的决策层进行实物仿真,对感知层和行为层进行功能性虚拟仿真来构建半实物仿真平台。详细阐述了该平台的硬件和软件体系结构,对虚拟仿真中的运动仿真、传感器仿真以及实物仿真中智能控制系统的设计做出了说明,进行了自主避障仿真试验和远距离航行仿真试验,该半实物仿真平台对实际海试具有重要的参考价值。

Abstract：

To verify the system software logic of a newly designed autonomous underwater vehicle and the hardware architecture,data interface and reliability of the intelligent control system,the semi physical simulation platform was established by combining physical simulation of decision layer with virtual simulation of perception and behavior layer.The hardware and software architecture of the simulation platform were explained in detail.The virtual simulations of motion,sensors and physical simulation of intelligent control system were described.Finally,the obstacle avoidance simulation and long voyage simulation tests were conducted,and the platform is important for the success of sea experiments.     

基于AOTCPN的巡航导弹重瞄突现目标的时延仿真

为了验证巡航导弹武器控制系统的时间性能,提出了面向Agent赋时着色Petri网(AOTCPN)的体系结构仿真建模方法,以及由AUML(Agent统一建模语言)描述的静态的体系结构模型获取可执行的AOTCPN模型的转换方法.针对巡航导弹重新瞄准突现目标时的任务流程,通过运行AOTCPN模型对整个大闭环回路进行了时延仿真,验证了制导方案的可行性.