基于速率限制舵机的Ⅱ型驾驶员诱发振荡预测方法研究

为预测由于速率限制舵机引起的Ⅱ型驾驶员诱发振荡(PIO),根据速率限制舵机的特点,建立了简化的速率限制舵机模型,在时域内对其动态特性进行了仿真分析,针对速率限制舵机非线性的特点,采用了描述函数法来研究闭环系统的特性,推导了饱和速率限制舵机的描述函数模型,研究了Gap准则预测II型PIO的具体方法。最后,通过一个简单的算例,介绍了这种预测方法的整个过程。该方法简便明晰,为非线性人机闭环系统的PIO预测提供了一种参考。     

超低空空投非线性PIO预测方法

在超低空空投下滑阶段,容易出现驾驶员诱发振荡即PIO(Pilot Induced Oscillation)问题,在此基础上分析了空投下滑拉平阶段产生PIO的主要致因,并建立含作动器速率限制的人机闭环系统,推导了闭环系统PIO发生的公式。基于同步和Neal-Smith驾驶员模型以及不同作动器速率饱和值运用描述函数法和GAP准则预测某型运输机PIO趋势。不同驾驶员模型PIO预测结果不同,同步驾驶员模型比Neal-Smith驾驶员模型仿真效果好,运用同步驾驶员模型进行预测,当驾驶员操纵增益绝对值大于11.5时,人机闭环系统失稳,容易产生PIO问题。仿真结果表明,若PIO是由驾驶员粗暴操纵所致,可通过减小操纵增益有效避免PIO的发生,在合理且允许范围内提高运输机舵机作动速率限制值可在一定程度避免PIO的发生。     

高超声速飞行器舵机间隙的影响及其抑制

高超声速飞行器非线性性影响飞行姿态控制,在某型轴对称高超声速飞行器俯仰通道数学仿真模型的基础上,利用描述函数法分析了舵机间隙环节对俯仰通道控制的影响。指出舵机间隙环节导致系统振荡,影响飞行姿态控制,然后在不改变原高超声速飞行器飞行控制参数的基础上,提出采用离散最速控制算法作为舵机控制算法抑制该间隙环节。仿真结果表明舵机应用该控制算法能显著削弱舵机间隙环节对飞行控制的影响。     

继电式舵机非线性控制条件下的导弹倾斜稳定回路设计

采用非线性系统的设计方法,解决继电式舵机控制所导致的非线性问题.即将继电式舵机简化成具有死区的继电器,利用描述函数法对系统进行反复设计,从而得出满足系统性能的参数.对各种干扰进行数字仿真的结果验证了该设计方法的正确性和可行性.     

基于神经网络驾驶员模型的PIO预测分析

在PIO研究中,拟线性的McRuer驾驶员模型,因其结构简单、能反映驾驶员基本的行为特性而被广泛采用,但在通常情况下,驾驶员的行为具有高度的非线性,而运用神经网络模型可以更精确地描述驾驶员的非线性特性。以某机为例,利用试飞数据对神经网络进行训练和验证,建立了神经网络模型。通过仿真运算,并用时域Neal-Smith（TDNS）准则对该飞机进行了PIO预测分析。结果表明,与McRuer驾驶员模型相比,神经网络模型可以更好地逼近驾驶员特性,据此运用TDNS准则可以很好地对PIO趋势进行预测。     

弹载电动舵机幂次滑模反演控制

针对高频响弹载电动舵机系统存在的齿隙非线性、参数时变、未知扰动等问题,提出一种幂次型快速Terminal滑模反演控制策略.设计连续可微函数逼近齿隙非线性环节的死区模型,建立拟合系统的状态空间模型并划分为3个子系统进行控制设计.采用反演控制思想设计快速幂次Terminal滑模控制器,内环采用直接转矩控制控制策略,提高响应速度.应用Lyapunov方法证明闭环系统跟踪误差的有限时间收敛特性,实现了对齿隙非线性的精确补偿.实验结果验证了所提出控制策略的有效性,与反演控制和PID控制策略相比,弹载电动舵机的控制精度、收敛速度及鲁棒性有显著提高.      

基于MATLAB的非线性系统的描述函数法

介绍了采用先进的数学及工程工具软件MATLAB，实现非线性系统的描述函数法中绘制线性部分的奈奎斯特曲线和非线性部分的负倒描述曲线。     

双值预测函数控制及其性能分析

针对有限时域脉冲响应模型，给出了双值预测函数控制（DPFC）算法，推导出了闭环系统的特征方程和传递函数，定量分析了阶跃响应系数对闭环系统稳定性的影响．采用脉冲响应模型簇来描述被控过程的不确定性，推导出DFFC闭环系统的鲁棒稳定条件．     

描述切削过程动态稳定性的一个非线性理论模型

本文分析了切削过程中影响机床颤振的几个非线性因素;基于这几个非线性因素,建立了一个描述切削过程动态稳定性的非线性理论模型.文中还采用描述函数方法研究了切削系统的动态稳定性.     

驾驶员模型参数与PIO易感性关系研究

分析了驾驶员模型参数对人-机闭环系统特性的影响。用时域Neal-Smith(Time Domain Neal-Smith,TDNS)准则评估PIO易感性,分析驾驶员模型参数的改变对PIO易感性的影响。TDNS准则使用了序列二次规划(Sequential Quadratic Program-ming,SQP)算法确定驾驶员模型参数。以某型机为算例,采用TDNS准则,对其PIO易感性进行评估,并分析驾驶员模型参数对PIO易感性的影响。结果表明,驾驶员模型参数对PIO易感性影响很大,在评估过程中需要合理选择参数。     

A discrete PI fault observer design and application in variable speed wind turbine system

For the discrete-time system which is subjected to uncoupled actuator faults and sensor faults simultaneously, a robust fault diagnosis method based on a proportional integral observer (PIO) is presented. The proposed PIO uses an additionally introduced integral term of the output errors to obtain the estimation of actuator faults. Besides, the sensor faults are regarded as the augment states so that the PIO can trace them. Moreover, the convergence of the PIO is proved. A variable speed wind turbine(VWT) example is given to demonstrate the fast convergence and diagnosis precision of the proposed PIO.     

基于行为语义知识模型的产品功能基因建模

通过对产品功能描述方式、行为语义和二者之间关系的深入研究,得到行为语义表达模型.在产品功能和几何特征合理分解的基础上,应用已建立的行为语义表达模型及其数学映射规则,建立新型的产品功能和几何特征的描述框架方案.结合功能树标记语言(FTML)和语义网络,得出具体明晰的产品功能表述方式,研究矩阵对功能特征树的提取及抽象,以及FTML对语义网络的表述,设计出矩阵和已有的产品功能表述方式之间的置换算法;在已有的置换算法和功能表述方法的基础上,得出产品功能的实例推理算法及进化设计方法.     

一类不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制

利用共同Lyapunov函数技术,研究了一类含有结构参数不确定性和未知非线性扰动的非线性切换系统的鲁棒容错控制问题·给出了各个子系统的状态反馈控制器的设计,使得闭环系统对于结构参数不确定性和未知非线性扰动具有鲁棒性,并且在任意切换下保证闭环系统是全局渐近稳定的·同时当系统的执行器失效时,通过预先给定的失效集,使得闭环系统对于所有发生在给定失效集的执行器失效,在任意切换下是全局渐近稳定的·最后用具体的例子验证了本文设计方法的可行性和有效性·     

一类非线性不确定切换系统的鲁棒可靠控制

研究了含有结构参数扰动的一类非线性不确定切换系统的鲁棒可靠控制问题.假定非线性项满足范数有界性条件,参数不确定性可以是时变的.当执行器“严重失效”——未失效执行器的部分不能镇定原系统时,利用多Lyapunav函数法,给出了混杂状态反馈可靠控制器的设计, 使得闭环系统对所有可能的不确定性和所有允许的执行器失效,在所设计的混杂状态反馈可靠控制器下是渐近稳定的.仿真结果验证了结论的有效性.     

基于核函数主元分析的SVM建模方法及应用

为有效克服线性建模方法在非线性建模方面的不足,将核函数思想引入到主元分析方法(PCA)中,有效提取实验数据中的非线性特征信息,并将其作为支持向量机(SVM)的输入变量,建立工业过程软测量模型。该方法应用于丙烯腈聚合过程中转化率的预报,结果表明:该方法的预测精度优于PCA-SVM方法和KPCA-NN方法。     

基于SEART网和模糊相似测量的手写汉字预分类法

提出了一种手写汉字预分类的新方法.该方法分2步进行,首先采用有监督的扩展ART神经网络(SEART)产生一定数量的预分类组,然后通过模糊逻辑处理将各组字符分别转换成基于非线性加权函数的模糊样板,并通过基于模糊相似测量的匹配算法、相似性测量样板的分级分类进行预分类.测试结果表明,该方法效果良好,预分类正确率达到98.19%.     

An analytical solution to Boltzmann equation of dilute granular flow with homotopy analysis method

The homotopy analysis method （HAM）, as a new mathematical tool, has been employed to solve many nonlinear problems. As a fundamental equation in non-equilibrium statistical mechanics, the Boltzmann integro-differential equation （BE） describing the movement of particles is of strong nonlinearity. In this work, HAM is preliminarily applied to dilute granular flow which is relatively simple. By choosing the Maxwell velocity distribution function as the initial solution, the concrete expression of the first-order approximate solution to BE with collision term being the BGK model is given. Furthermore it is consistent with the solution using Chapman-Enskog method but does not rely on little parameters.     

基于描述函数法的直线增程器动力学模型极限环分析

基于一个简化的直线増程器动力学模型,运用描述函数法在频域对直线増程器的极限环进行研究.以描述函数表示直线増程器动力学模型的非线性部分,利用描述函数和线性部分频率响应函数的图像对系统极限环的存在性、数量和稳定性进行了分析,进而求出极限环的近似频率和振幅.同时研究了直线増程器关键运行参数对极限环的频率、振幅和相对稳定性的影响.最后,以一样机的试验数据对分析结果进行试验验证.研究结果表明,在适当的系统参数下,直线増程器在物理约束范围内存在唯一的稳定极限环;喷油量和电磁力负载对极限环的频率和振幅都有影响;极限环的幅值与其相对稳定性存在关联.