非接触传输系统的广义状态空间平均法分析

采用广义状态空间平均法(GSSA)基于频域分解的思想将系统非线性模型近似成线性连续模型,并依据该模型分析了非接触电能传输技术(CPT)系统的稳态和暂态过程.仿真结果表明,GSSA模型能较快地完成对CPT系统的稳态及暂态分析,且与Simulink创建的精确时域模型的仿真结果一致.在此基础上,给出了系统效率计算方法,分析了直流电感、负载参数对系统效率的影响.     

π型感应电能传输系统的鲁棒稳定性分析

为分析π型感应电能传输系统的鲁棒稳定性,首先采用基于频域分解的方法建立对象的广义状态空间平均(GSSA)模型,再考虑系统中的频率不确定性,通过线性分式变换分离对象的摄动和标称部分,将不确定模型进一步转化为含摄动反馈的线性动力学系统.最后,采用基于结构奇异值的μ方法分析了频率撮动对系统稳定性的影响以及系统保持稳定所容许的...     

π型谐振IPT系统的混合灵敏度H∞鲁棒控制

针对一种π型谐振网络的非线性感应电能传输系统(IPT),应用广义状态空间平均(GSSA)法对时域状态变量进行频域分解,并用低阶傅里叶系数的实部和虚部作为新变量将其近似成一个线性时不变系统.为对负载输出电压进行无静差跟踪控制及鲁棒性能分析,综合考虑系统的中低频参数摄动及高频未建模部分的不确定性,通过在频域上调整选择多目标...     

基于交通流参数相关的阻塞流短时预测卡尔曼滤波算法

提出一种考虑交通流参数相关关系的卡尔曼滤波算法,实现阻塞流状态下道路网交通流短时预测.在交通流守恒方程的基础上,借鉴偏微分方程求解Lax-Wendroff格式离散的思想,结合阻塞流状态下交通流时间和空间特性及进出口匝道等因素的影响,建立阻塞流状态下交通流短时预测状态空间模型,并设计基于卡尔曼滤波方法的模型求解算法.最后以北京市某一区域路网为例,进行了实证性研究.研究结果表明:所建立的阻塞流状态下交通流短时预测卡尔曼滤波算法由于同时考虑了时间和空间因素,能够使预测平均绝对百分比误差(MAPE)控制在10%以内;平均MAPE仅为7.96%.相同条件下,ARIMA模型和Elman模型预测MAPE分别为19.88%和10.51%.     

基于增广状态空间法的稳定平台离散模型预测控制

针对旋转导向钻井稳定平台存在的摩擦问题,提出了将增广状态空间模型与模型预测控制相结合的稳定平台离散预测控制算法,以提高平台系统的控制精度和稳定性.建立了带摩擦的稳定平台广义被控对象的数学模型,以增广形式的状态空间模型为基础,结合滚动时域控制原则,通过对稳定平台离散模型的状态空间形式进行增广变换,设计了增广状态空间模型下的预测控制器.仿真结果表明,稳定平台预测控制系统保证了钻井工程对控制精度和动态特性的要求,并且对有摩擦干扰力矩及模型参数摄动具有较强的鲁棒性.     

基于气动力降阶模型的高超声速舵面颤振分析

采用自回归移动平均模型研究了高超声速环境下的气动力降阶问题,建立气动力降阶模型的状态空间形式,并与结构模态叠加法耦合进行时域颤振分析。采用频带宽度较佳的广义3211型位移输入作为训练输入,完成关键的训练过程并获得广义气动力系数作为训练输出;在此基础上利用MATLAB系统辨识工具箱进行ARMA模型的参数估计;最后完成气动力降阶模型的验证。结果表明,气动力ROM的建立过程简便可靠,一定程度上体现了工程应用特点,在定马赫数工况下,基于气动力ROM的颤振计算效率较传统的CFD方法显著提高。     

基于预测控制模型的一种状态空间实现

以受控自回归滑动平均模型和受控自回归积分滑动平均模型为研究对象，根据估计理论，利用参数递推方法，构造了广义预测控制的一种状态空间实现，从而避免了解Diophantine方程，大大地减少了预估算法的计算量，为控制系统的性能分析提供了便利条件，文末，对状态空间实现的可控与可观性加以了证明。     

基于小脑模型的广义预测控制快速算法

从状态空间的角度推导出广义预测控制算法,并利用小脑模型(CMAC)提出了一种新型广义预测控制快速算法,解决了传统GPC算法计算量大的问题.仿真结果表明该算法的有效性.     

一类非线性广义系统的状态反馈控制

针对状态空间为非最小相位的非线性广义系统的控制问题,首先利用算法求得非线性广义系统的状态空间实现,构建一个等价于原输出函数的综合输出函数,由此可任意配置非线性广义系统的状态空间实现的传输零点,使该状态空间实现为最小相位的;再对所得到的最小相位系统实施状态反馈控制,实现对非线性广义系统的状态反馈控制.并将此法应用到Logistic增长的SIR传染病模型上,以达到最终消除该传染病的目的.仿真结果表明所提方法可行有效.     

基于状态空间模型的经济分析

探讨状态空间模型及其在经济分析与预测中的应用.状态空间模型不仅具有优良的统计性质,而且具有变量动态互动分析与预测功能.本文通过建立我国宏观经济状态空间模型并加以分析,以实证结果表明状态空间模型不失为一种较好的分析方法.     

基于广义状态空间平均法单相功率因数校正的建模与仿真

功率因数校正(PFC)技术可以在解决由整流装置接入所引起的谐波污染问题上发挥重要作用。状态空间平均法已成功应用于脉宽调制功率变换器电路中;但是在开关变换器电路中有其自身的局限性。在分析升压电路(Boost)型PFC电路工作原理的基础上,利用广义状态空间平均法建立了较传统建模方式精确度较高的小信号数学模型;并与状态空间平均法创建的模型比较。利用该模型在Matlab上设计了双闭环PI调节器的参数。最后通过Matlab仿真验证了该模型的准确性和控制器的可行性。     

基于T-S模糊建模方法的近空间飞行器姿控系统传感器故障调节技术研究

针对近空间飞行器从近空间空域返回地面再入大气层的飞行过程中其姿态控制系统发生传感器故障的情况,研究了基于广义扩张系统方法的传感器故障调节问题。首先,将再入飞行阶段的近空间飞行器非线性姿控系统用一组T-S模糊模型来表示,并基于此模糊模型引入传感器故障模型。然后,将含有传感器故障的T-S模糊模型利用广义扩张系统方法将其转化为T-S模糊奇异系统,进而设计一个全维状态观测器来得到被控系统的状态向量和传感器故障信号的估计值,并在此基础上提出了一个利用传感器故障补偿技术的反馈控制策略,使得闭环控制系统能够渐近调节传感器故障的影响。最后,通过数值仿真验证了所提方案的有效性。     

一种基于Wiener模型的非线性预测控制

提出了一种基于Wiener模型的非线性预测控制方法.通过引入非线性部分的广义回归网络逆模型,将非线性预测控制转化为线性预测控制,用线性优化算法解决非线性预测控制问题,避免了复杂的非线性优化.仿真实验表明了该方法的有效性.     

单值预估控制

给出了单值预估控制的算法,论证了单值预估控制与一般多值预估的等价性,认为两者控制性能是相当的.在给出闭环预估控制系统稳定性的一些必要条件和充分条件的基础上,提出用相对预估增益作为闭环系统的整定参数.同时给出了基于状态空间模型的单值预估控制算法,使算法更为简单,控制性能可得到进一步提高.     

四轮独立转向电动汽车路径跟踪预测控制

对于四轮独立转向(4WIS)电动汽车采取前后轮同时转向的策略,建立4WIS电动汽车动力学模型,得到相关的状态空间表达式,推导出线性时变路径跟踪预测模型.基于模型预测控制理论,结合约束条件和优化目标函数,将控制算法转化为标准二次规划问题,设计了4WIS路径跟踪控制器;然后利用Matlab/Carsim联合仿真平台,进行双移线工况下的仿真试验,最后验证控制算法对速度和路况的鲁棒性,分析了控制器参数对算法实时性的影响.     

基于MPC的车道保持系统转向控制策略

针对汽车的自动车道保持系统,研究了基于模型预测控制(MPC)的转向控制策略.对车辆的侧向动力学和轮胎的侧偏特性进行分析,研究了以位移偏差、横摆角偏差和两者微分项为状态变量、前轮转向角为控制输入的侧向动力学模型;在该模型的基础上,建立了车道自动保持控制的优化性能指标和系统约束,引入了平滑的期望参考轨迹,设计了基于MPC的转向控制策略.仿真试验证明,在不同车速下,该控制策略均能迅速消除侧向位移偏差和横摆角偏差,保证车辆沿着车道中心线行驶,并有效平滑系统的动态响应,具有较好的适应性和鲁棒性.     

并联DC/DC变换器交互影响分析

并联DC/DC变换器之间的交互影响给系统的稳定运行和电能质量带来负面影响。基于状态空间平均法建立了升压DC/DC变换器传递函数模型,基于所建立的模型和相对增益矩阵原理,提出了一种并联DC/DC变换器双闭环均流控制回路之间的交互影响的分析方法,能够分析并联DC/DC变换器双闭环控制回路之间的交互影响和系统频率、控制参数之间的关系。基于相对增益矩阵原理分析方法和时域仿真的一致性,验证了该分析方法的有效性。     

非线性非自治非保守阻尼系统的第二类Lagrange方程

基于非自治有阻尼系统推导了第二类Lagrange方程,使用虚功原理,给出了广义力的求解方法,广义力由广义保守力、广义耗散力、除广义保守力和广义耗散力以外的对应于广义坐标的广义力这3部分组成.利用第二类Lagrange方程推导了一级倒立摆非保守有阻尼系统的运动微分方程和状态空间模型.用数值分析软件Matlab 6.5对状态空间模型进行了线性二次调节器最优控制.     

基于模型预测的双馈电机并网策略

根据电网电压矢量控制的双馈电机数学模型,推导出一种转子电流和转子电压近似解耦的状态空间方程。基于该状态空间方程的离散模型,预测双馈风力发电机系统未来的状态量和输出量。以快速达到最终稳定为目的,设计预测模型和评价函数;以该预测模型和评价函数提出了一种模型预测控制器,并将提出的模型预测控制器与转子位置初始误差补偿控制器结合,提出一种双馈电机的分步并网控制策略。仿真结果显示虽然有时模型预测控制器在跟随参考值会有超调略大的情况,但其在并网和功率阶跃响应时显示出了良好的动态特性以及稳定性,验证了模型预测控制器与分步并网控制策略的有效性以及控制器良好的控制性能。