动态矩阵控制在电阻炉温度控制系统中的应用

通过对电阻炉动态对象特性的研究以及预测控制方法的改进,比较了动态矩阵控制和PID控制在电阻炉温度控制系统中的应用效果.仿真结果表明:DMC不但克服了建模的不精确性和参数的时变性,而且根据给定的期望曲线,实现了比PID控制更令人满意的性能指标.     

基于复杂曲线表示的切比雪夫多项式拟合并行算法

骨科临床造型系统中进行假体再造时，要对CT片上的原始点采用数学逼近法进行优化处理。常用的数学逼近法中切比雪夫多项式拟和法误差较小，对此，提出一种基于复杂曲线表示的切比雪夫多项式拟合并行算法，并采用两种Java方案实现并行程序。实验结果表明，与一般的切比雪夫多项式拟合串行算法相比，基于复杂曲线表示的切比雪夫多项式拟合并行算法保持了较高的计算精度，并获得了显著的加速比。     

液压控制系统建模和仿真方法的研究

利用液压伺服阀频响实验结果建立伺服阀的动态模型，同时采用键合图方法对液压缸进行建模，又利用Simulink工具箱提供的定义子系统和封装的方法，对组成位置伺服控制系统的元件和环节建立了形式统一的仿真模型，在此基础上构建了整个系统的仿真模型并对系统进行了仿真．通过建模和仿真过程说明，与用单一环节建模方法建立的系统模型比较，根据不同元件的频响特性用不同的环节建模方法建立的系统模型容易保证仿真的可靠性；系统仿真模型与用户的良好交互性及本身所具有的通用性，在很大程度上方便了系统仿真模型的构建和仿真的运行．     

垂直发射中远程导弹攻击机动目标弹道研究

中远程导弹攻击机动目标复合制导弹道仿真是导弹精确制导系统建模与仿真的一个重要组成部分．对导弹弹道进行建模和仿真是研究导弹武器性能的重要手段．该文主要针对中远程导弹特性,并针对目标机动特性,以某型垂直发射中远程复合制导反辐射导弹为研究背景建立导弹的弹道数学模型,在末制导段应用改进的比例导引律进行制导,并采用Matlab对所建立的模拟弹道模型进行了数值仿真验证,通过仿真来分析导弹特性．     

柔性智能桁架结构振动的主动控制方法实验研究

在只获得加速度的情况下,针对空间柔性智能桁架结构,进行了主动控制方法时仿真实验。实验通过加速度传感器测量加速度,建立了有信号调理、模数转换和微机实时测控的实时计算机控制系统。通过扫频激励进行了实时控制实验,给出了控制前后节点30y方向的固有频率和阻尼比的变化情况及控制某一阶模态时被控模态响应曲线。验证了采用独立模态空间控制方法设计的空间柔性智能桁架结构振动主动控制规律的实用性。实验结果表明该控制使被控模态阻尼比增加,频响函数的幅值衰减减较大,有较明显的控制效果。     

三维疲劳裂纹扩展仿真技术研究

应用参数化、模块化有限元建模技术和接触技术仿真半椭圆表面裂纹（前缘曲线和节点）,提出了在裂纹前缘形成辐射状奇异单元网格的建模方法和采用有限元接触技术来施加裂纹模型边界条件的方法,实现了裂纹前缘奇异应力场和裂纹模型远场应力的模拟,建立了三维块体初始半椭圆表面裂纹多自由度扩展仿真模型．通过裂纹前缘离散点的正交扩展和拟合得到裂纹扩展前缘形状,使裂纹扩展更加具有自由度．提出了裂纹前缘拟合误差控制扩展步长的方法,使裂纹扩展过程中扩展步长可变．采用参数化、模块化建模技术建立了扩展裂纹模型,实验与仿真结果的比较表明两者基本吻合,说明本文所采用的方法具有很好的实用性．     

基于神经网络的超声波流速测量模型

传统的超声多普勒测流采用线性定斜率K的方法,不能准确反映水流随环境变化的多变性.应用人工神经网络的建模方法,采用多层感知器的模型结构和自适应学习速率的BP学习算法,建立了基于超声多普勒频率测量流速的功能模型,并将辨识模型的仿真结果与系统实验测量数据比较,以检验神经网络模型的可靠性.仿真实验采用不同性能的实测数据作为训练样本,通过训练得出了流速测量神经网络模型的结构和参数,以及网络输出均方误差曲线,并作出了垂线流速分布图.实验结果表明:该流速测量建模方法具有较高的精度和较强的适应性,能更好地反映系统输入输出之间的非线性关系,模型的应用符合水力学规律.     

基于多模型在线辨识的滑模变结构控制

为了改善复杂非线性系统中传统滑模变结构控制系统的控制效果,提出了一种将多模型在线建模与滑模变结构控制结合的方案.首先,根据输入输出数据利用在线数据聚类的方法建立多个局部模型,实时对局部模型进行更新,并通过加权综合获得非线性系统的在线辨识模型;然后,针对系统的辨识模型设计基于趋近律的滑模变结构控制器.仿真结果表明,控制方案对系统模型的不确定性具有良好的鲁棒性.     

基于三自由度直升机的远程实验系统设计

为了将三自由度直升机应用到实验教学中去,设计了一个基于Internet的网络实验平台. 该平台采用Browser/Server结构,Web服务器通过调用本地服务器的Web Service程序,通过Matlab/Simulink Real-Time Workshop工具箱对直升机进行实时控制. 实现了在校园网中任何一台计算机上远程登录进行实验,每个用户可以学习三自由度直升机的系统建模,验证非线性系统控制特性,并可将自己的创新控制算法上传到系统,验证控制算法的控制效果.     

船用柴油机均值模型建模及仿真研究

柴油机模型的研究是探究柴油机性能、实现虚拟仿真的基础,可缩短仿真计算时间、有效节约柴油机开发成本。本文以RK270柴油机为研究对象,使用GT-POWER软件建立稳态性能仿真模型,在此基础上,采用仿真精度高、计算速度快的平均值法,以C++语言建立柴油机平均值模型,并归纳通用的平均值模型建模标定校核流程;提出二元响应拟合的方法,解决了涡轮增压器特性参数处理困难的问题,并借助数学工具,获得了压气机主要工作区域内拟合精度较高的模型。完成模型开发后,分析了8组工况下的仿真结果,通过误差分析,验证了模型的准确性,丰富完善了柴油机建模理论和方法,可应用于实时控制模型的动态仿真或者实现与船舶动力系统的交互。     

基于高斯混合密度模型的隐身目标RCS统计分析

为克服传统RCS起伏统计模型描述隐身目标起伏特性的不足,提出了一种将高斯混合密度模型(GMDM)应用于RCS统计分析的建模方法。根据典型隐身目标的仿真数据,分别建立了该目标在不同方位角范围内的2阶GMDM和χ2分布模型。拟合结果表明2阶GMDM在前侧向、正侧向和后侧向拟合误差分别为4.74%、12.34%和1.01%,而χ2模型的拟合误差分别为44.5%、18.65%和13.21%。同时,当拟合阶数超过4阶时,GMDM的拟合误差将稳定在5%以下,能够满足雷达目标仿真的精度需求。     

大运行范围飞行控制系统的鲁棒控制及仿真

考虑具有大运行范围飞控系统的鲁棒控制问题,基于最佳拟合的方法,建立了适合大运行范围的飞行控制系统模型,从而将其转化为一类与摄动参数呈多项式函数关系的不确定性模型.采用该鲁棒控制方法,对某模型飞机控制系统进行了鲁棒镇定控制设计,仿真结果表明了该方法的可行性.     

GPS卫星钟差分析、建模及仿真

卫星钟差是卫星导航系统中的一项重要误差源,本文根据IGS观测数据分析GPS卫星铷钟和铯钟的噪声特性,并对星钟误差进行建模和仿真.首先采用修正Allan方差表征和分析了GPS卫星上不同种类原子钟随机噪声的时域特性;然后基于最小二乘分段拟合确定了卫星钟差确定性分量的时差、频差、线性频漂参数值;对于多项式拟合后的残差部分,利用随机噪声幂律谱模型建立了随机性分量误差模型;最后利用修正Allan方差反演的方法模拟产生了各噪声分量的独立随机序列并进行合成;对合成序列与原始数据进行了对比分析以验证本文所提出建模与仿真方法的正确性.     

一类参数不确定系统的鲁棒控制及仿真

考虑具有大运行范围飞控系统的鲁棒控制问题.基于最佳拟合的方法,建立了适合大运行范围的飞行控制系统模型,从而将其转化为一类与摄动参数呈多项式函数关系的不确定性模型.对某模型飞机控制系统,采用文中鲁棒控制方法,对其进行了鲁棒镇定控制设计,仿真结果表明了文中方法的可行性.     

基于T-S模型的高炉煤气系统模糊建模

针对钢铁企业高炉煤气系统这一复杂非线性系统的建模问题,提出一种基于数据的高炉煤气系统模糊建模方法.基于T S模糊模型的高炉煤气系统辨识模型,考虑系统中煤气调节用户的人为干扰特性,采用条件模糊聚类的方法来对输入/输出空间进行划分.引入模糊思想,使模型能够更好地适应工业噪声的干扰.利用贝叶斯线性回归方法求解模糊模型的后件参数,避免了后件参数求解过程中常出现的异常解问题.通过对实际企业高炉煤气系统的实验验证,结果表明了所提出的高炉煤气系统模糊建模方法的有效性,可进一步用于实施高炉煤气系统的优化与调度工作.     

应用平衡截断的模型降阶

将高阶系统降为低阶系统研究是控制理论的一个基本方法,平衡截断方法是一维系统降阶的有效方法.受一维降阶方法的启发,研究了二阶线性时不变系统的降阶方法.简单的介绍了一维能控性、能观性、Gramian矩阵和一阶系统的平衡截断方法和基本思想.通过分析二阶系统和一阶系统之间的关系,定义了二阶能控性和能观性Gramian矩阵,将一阶平衡截断的方法应用到了二阶系统.在保持二阶系统结构的前提下构造一个维系统,将著名的平衡截断技巧应用于本文定义的二阶Gramians矩阵,对二阶模型进行降解.同时给出了两种降阶算法并证明这种算法是保持二阶结构的.     

基于UML的城轨列车运行控制仿真系统建模与实现

利用UML对北京地铁一号线列车运行控制系统进行了分析和建模,提出了一种适用于城轨列车运行控制仿真系统的分层模型,并在实验室对北京地铁一号线列车运行控制系统进行了仿真,实验结果表明:该仿真系统模型符合实际列车运行控制系统原理.     

加热炉待轧时炉温模糊决策

基于对加热炉动态过程受控特征分析,将数学模型方法、模糊控制理论和模糊优化方法应用于加热炉动态过程炉温优化及控制研究.建立了加热炉待轧时炉温模糊优化模型,构造了以钢坯导热机理模型为基础的炉温在线模糊控制决策系统.在此基础上对典型待轧过程进行了炉温控制决策的计算机数值仿真.结果表明,炉温模糊决策结果使在炉钢坯获得了满意的控制效果.本文的模型方法可以有效地应用于加热炉控制系统.     

生物发酵过程的温度控制模型研究

针对生物发酵过程中温度控制难以建模的问题,基于非线性自回归滑动平均(NARMA)模型,设计了神经网络自回归滑动平均(NN-NARMA)模型.利用径向基神经网络逼近NARMA模型中的映射关系,对神经网络的输出进行了二阶低通滤波,用变异率可调节的遗传算法优化了NARMA模型中的延时参数以及神经网络的输出滤波参数.应用该方法建立了生物发酵过程的温度控制模型,该模型在上温、中温和下温的误差相对于Elman神经网络模型分别减少了38 9%、13 5%和61 3%.该方法具有一定的可操作性,能够较好地解决生物发酵过程中的温度控制建模问题.     

车辆综合性能测试系统的构建

介绍了VOPT系统的构建方案,分析了车辆综合性能测试的构建、测试流程、软硬件的控制方案及系统的数据处理.通过采用双闭环调速系统,提高了测试过程转速/扭矩静、动态调节特性的稳定性.在应用"机—电"惯量模拟中,对平移、旋转惯量的加载特点、控制方法进行了分析.在排抑系统干扰信号上,提出了多项式最小二乘法拟合曲线的处理方法.