RTFHM应用于DDE实时数值仿真及数值稳定性分析

几年前 ,有人分别从不同的角度构造了一类用常微分方程描述的动力学系统的实时仿真快速混合算法RTFHM ,将这类算法应用到延迟微分方程的实时数值仿真 ,并讨论了对线性常系数延迟微分方程测试模型的数值稳定性。数值试验结果表明 ,RTFHM对线性和非线性的非刚性延迟微分方程都是有效的。     

动力学系统数值仿真并行算法的发展

本文主要综述动力学系统仿真的非刚性、刚性系统和微分代数系统并行数值方法的一些最近发展。     

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。     

基于计算机仿真的控制系统新型稳定性判据

在分析Lyapunov稳定性理论局限性的基础上,提出了一种新型的基于计算机仿真的非线性定常控制系统稳定性分析方法,规范和简化了Lyapunov函数的选择办法,扩展了Lyapunov稳定性理论.将Lyapunov稳定性判据第二法(即直接法)中的有关局部稳定性的充分条件扩展成为充分必要条件.给出了该方法的理论证明,并且将该方法成功地在MATLAB环境下应用于单级倒立摆模糊控制系统的稳定性分析.实验结果证明该方法是有效的.     

一类非线性系统仿真模型的建立及线性化

以惯性导航平台漂移误差模型为例,研究了一类非线性系统仿真模型的建立及其线性化的过程。我们把引起平台漂移的各种误差因素综合考虑在内,建立了描述平台漂移的比较完整的动态模型。该模型既便于随着所选择误差参数的增减进而行扩充或简化,也便于根据平台型号的不同做相应的修正,从而保证较好的可移植性。     

一类非线性切换系统的稳定性分析

主要研究了一类非线性切换系统在某种切换律下的稳定性。证明了如果所有的子系统是线性时变的,并且在系统的Cauchy矩阵的范数满足某种条件的情况下,整个切换系统在任意切换律下是全局指数稳定的。研究了其带非线性扰动项的系统,在适当的假设下,建立了这种系统的全局稳定性特性。研究了某些子系统不满足上述Cauchy矩阵的范数条件的切换系统在某种切换律下的稳定性特性。     

基于半离散化的中立型时滞系统的数值仿真

中立型时滞系统是现代工程研究中的一个非常普遍的对象,该系统经过降阶近似后可以转换为一个多时滞系统近似求解的问题.提出将半离散化方法拓展到多时滞系统,应用于中立型时滞系统的数值近似求解,并在此基础上分析系统的稳定性,导出其最优控制增益.仿真结果表明,该方法提供了一种有效的求解和设计线性周期性中立型时滞系统的数值手段.     

区间系统鲁棒绝对稳定性分析

针对区间型Lurie间接控制系统和直接控制系统,提出了鲁棒绝对稳定性分析的新方法。该方法通过引入区间矩阵的一种新的描述方法,利用李亚普诺夫(Lyapunov)稳定性理论分别给出了间接控制系统和直接控制系统的鲁棒绝对稳定性的新的判别方法。所得判据以线性矩阵不等式的形式进行描述,保守性小,计算方便。分别就间接控制系统和直接控制系统,给出了算例以说明方法的有效性。     

中立型离散-分布式延迟系统的Rosenbrock数值仿真方法

在已有常微分方程数值方法的基础上,通过使用适当复合求积公式离散化分布项等技巧,构造了求解非线性中立型离散-分布式延迟系统的Rosenbrock数值仿真方法。针对线性测试系统分析了该方法的渐近稳定性,并给出了一些判据。数值例子验证了该方法的计算有效性及所获稳定性结论。     

电液振动台系统建模及仿真模型应用

以伺服阀非线性建模为核心,利用MATLAB/SIMULINK建立的电液振动台非线性仿真模型,在与某型号地震模拟振动台实验对比中,仿真出了该系统在某些频段内存在的加速度波形失真趋势,且具有一定的准确性.仿真模型在离心场中电液振动台设计方面的应用表明:量化直观的仿真结果为系统参数设计和优化提供了重要参考;仿真系统为波形失真消除方案设计、控制算法研究和系统参数优化提供了良好的仿真平台.     

一类快速实时仿真算法的稳定性和收敛性

构造了一类非整点步右函数求值的快速实时的数字仿真混合算法。该类算法在每个积分步内只需进行了一次右函数的求值,且与相同工作量的方法相比数值稳定性区域大,方法的误差小,数值试验也表明算法是有效的。本文主要对这类算法进行了收敛性和稳定性分析。     

基于集总电感传输线建模的控制系统数字仿真

应用集总电感元件的传输线建模方法(TLM)构造了一种基于数值求解微分方程的数字仿真算法。通过把状态变量对应于电感中的电流，利用电感元件的传输线模型得到状态方程的仿真模型来实现控制系统的数字仿真计算。由于TLM方法是以传输线的等效无源线性网络作为建模基础，从而使算法具有无条件的数值稳定性。     

梯形载荷下圆筒内粒子系统运动的数值仿真

活塞在梯形载荷的作用下,对圆筒内由大量钢球粒子组成的粒子系统产生挤压。粒子-粒子、粒子-边界间频繁的发生接触和分离,甚至每一次接触中,也会发生依附和滑动之间的过渡。为了数值仿真这个过程,首先采用快速接触识别算法,找到每一时间步内粒子系统中所有接触粒子对,然后建立了接触粒子对的接触模型。通过跟踪系统中的所有粒子的运动和受力情况,获得了整个粒子系统运动的数值仿真结果。仿真结果表明,在不同的载荷时整个粒子系统存在各自的暂时稳定状态,和实际情况相符,说明了接触模型的正确性。     

地下水系统准三维流场数值模拟与流场宏观调控

郑州市长期过量开采地下水致使地下水位大幅度下降,由此引发了一系列水环境问题：１）区域地下水降落漏斗形成并不断扩展;２）大幅度增加供水难度和费用;３）导致水环境质量恶化;４）诱发地面塌陷和沉降．研究区内地下水系统（＜２５０米）可概化为浅层地下水系统和中深层地下水系统,两者通过弱透水层系统发生水力联系．本项研究根据抽象出的研究区地下水系统概念模型,建立了地下水流场准三维模拟模型．经模型校正和识别后对研究区地下水流场做了数值预报,并基于此提出流场宏观调控技术方案     

开关磁阻发电系统仿真与稳定性分析

阐述了开关磁阻发电机(SRG)的发电原理,给出了三相6/4结构SRG的数学模型,利用Matlab工具在Simuink环境下建立了SRG的行为模型,进行了负载突加、负载突卸、缺相等工作状态的仿真分析,验证了模型的合理性.完成了SRG通过汇流条和二次电源加载负载的建模仿真,仿真结果证实了本模型可以作为飞机供电系统仿真模型的一个子系统来分析研究.通过SRG的简化模型进行稳定性分析,用根轨迹和bode图反映了系统的稳定性.建模时不仅考虑了模型的准确性,而且综合了与飞机供电系统中其他设备建模的兼容性和仿真速度等因素.所提出的建模方法和稳定性分析方法对SRG和飞机供电系统的研究都有一定的参考价值.     

实时数值仿真几类并行与串行算法的特性分析

针对动力学系统实时数值仿真,分析了实时数值仿真的特点,概述了实时数值仿真算法的一般的构造思想.重点讨论和分析了几类实时数值仿真的并行算法的具体构造思想、方法,收敛阶、数值稳定性、加速比、并行效率、应用的特性.类似地分析了几类实时数值仿真的串行算法的构造特点、快速性、数值稳定性和计算复杂性等.并指出了进一步的研究方向.     

Bouc-Wen滞回系统动力学特性的仿真研究

Bouc-Wen滞回模型包含了非线性阻尼和非线性刚度，对各种光滑的滞回曲线都能较好的近似描述，在工程中得到了广泛应用。在不同参数下，Bouc-Wen滞回模型使系统具有软或硬式响应特性，导致系统有非线性振动特性。本文利用数值仿真技术，研究了不同参数下单自由度Bouc-Wen滞回系统稳态振动最大振幅与频率之间的关系，并分析了Bouc-Wen滞回参数对滞回振动系统的分叉与混沌的影响，发现一些新的现象。