基于ZIHR航向角修正方法的行人导航算法

在行人导航系统中,零速修正(zero velocity update, ZUPT)方法能够准确计算出速度误差和水平姿态角误差,但是航向角误差却因其不可观难以估计而极易发散。为了解决航向角误差极易发散的问题,提出了零积分航向角速率(zero integrated heading rate, ZIHR)修正方法。推导发现在零速状态下相邻航向角差值和陀螺的漂移及航向角误差存在一定的关系,将此差值作为量测值,在ZUPT的基础上扩展一维量测,将卡尔曼滤波得到的估计值进行反馈校正。通过多组微机电系统(micro-electro mechanical system, MEMS)实物实验验证:提出的ZIHR修正方法能够很好地解决MEMS 惯性器件漂移导致的误差累积问题,多组实验的定位误差均小于总行程的2%。     

单测控站测控任务可靠性仿真的高效方法

Markov模型及其直接仿真法在评价单测控站条件下的测控任务可靠性时都存在计算 复杂性的问题. 将强制法与失效偏倚法相结合, 用于测控任务可靠性的仿真. 在出现初始状态的情况下使用强制法将下一状态的发生时间限制在任务时间内, 在其它非吸收状态下使用失效偏倚法提高失效转移发生的概率, 并通过似然比将结合强制法与失效偏倚法得到 的仿真样本还原为测控任务不可靠度的无偏估计量. 证明了结合强制法和失效偏倚法的方差相对直接仿真有量级上的缩减, 能保证仿真结果相对误差的有界性. 通过实例验证了结合强制法与失效偏倚法的正确性与高效性, 能有效地解决单测控站条件下测控任务的可靠性仿真.     

电力储存用飞轮系统的零消耗控制研究

提出了利用Cholesky分解来构造有陀螺效应机械系统的低维控制模型的一种新方法。利用所提的方法，构造了电力储存用10MWh级飞轮系统的低维控制模型，并设计了相应的零消耗控制器。仿真结果表明了此方法的有效性。     

A Two-Dimensional Approach to Iterative Learning Control with Randomly Varying Trial Lengths

In this paper, iterative learning control(ILC) is considered to solve the tracking problem of time-varying linear stochastic systems with randomly varying trial lengths. Using the two-dimensional Kalman filtering technique, the authors can establish a recursive framework for designing the learning gain matrix along both time and iteration axes by optimizing the trace of input error covariance matrix.It is strictly proved that the input error converges to zero asymptotically in mean square sense and thus the tracking error covariance converges. The extensions to that prior distribution of nonuniform trial lengths is unknown are also investigated with an asymptotical estimation method. Numerical simulations are provided to verify the effectiveness of the proposed framework.     

基于空间电压矢量PWM控制的磁轴承开关功放

针对传统开关功放驱动多自由度磁轴承体积大、功耗大的缺点,设计了一种新型磁轴承功放.该功放采用了三桥臂主电路拓扑结构以及空间矢量PWM控制策略,利用六个功率开关管的八种开关状态相对应的基本电压空间矢量来逼近磁轴承线圈的电压,根据线圈空间电压矢量切换来对其电流进行控制.这种功放能够提供双极性的电流驱动,同时驱动磁轴承两个自由度的绕组,该功放驱动的磁轴承线圈电压具有三态,具有三电平功放低纹波电流的优点.仿真和实验结果表明,该功放可以独立的对两路输出电流进行控制,并且能够控制其很好地跟踪给定信号.与传统类型的磁轴承开关功放相比,减小了体积和开关损耗,提高了可靠性,特别适合于空间环境应用.     

功耗限制下高频功率变压器动态模型的研究

当采用计算机仿真进行开关电源设计时,变压器模型的精度对仿真结果的影响是非常大的;尤其当开关频率较高时,现有磁性器件模型因无法描述绕组的趋肤效应、磁芯材料的非线性等,而使得仿真精度急剧下降。本文提出了一种功耗限制下的动态变压器模型,在仿真运行期间其参数可根据工作温度的变化由软件动态调整,使得该模型能够很好地描述在不同工作温度下物理器件的特性,具有良好的精度。同时利用该模型可在仿真中得到变压器的功率损耗大小和温度变化曲线。     

单脉冲雷达的一种角误差提取方法

给出了单脉冲雷达数字接收机的一种角误差提取方法 ,采用中频直接采样和数字下变频技术 ,可以克服模拟接收机合并通道方法中方位与俯仰通道互耦的问题 ,也可以克服零中频接收机模拟下变频正交双通道幅相不一致问题。与一种零中频正交通道检测方法进行了比较 ,结果表明 ,这种方法可以有效克服零值深度对单脉冲雷达角误差测量的影响 ,性能优于后者     

A Novel Robust Adaptive Fuzzy Controller

For a class of continuous-time nonlinear system, a novel robust adaptive fuzzy controller is proposed by using of Lyapunov method. It is proven that the control algorithm is globally stable, the output tracking-error can convergence to a domain of zero under the assumptions. As a result, the system controlled has stronger robustness for disturbance and modeling error.     

New method for detection fusion of MAC based on DCM and NP rule

The problem of distributed detection fusion using multiple sensors for remote underwater target detection is studied. Considering that multiple access channel (MAC) schemes are able to offer high efficiency in bandwidth usage and consume less energy than the parallel access channel (PAC), the MAC scheme is introduced into the underwater target detection field. The model of underwater distributed detection fusion based on MAC schemes is established. A new method for detection fusion of MAC based on deflection coefficient maximization (DCM) and Neyman-Pearson (NP) rule is proposed. Under the power constraint of local sensors, this paper uses the DCM theory to derive the optimal weight coefficients and offsets. The closed-form expressions of detection probability and false alarm probability for fusion systems are obtained. The optimal detection performance of fusion systems is analyzed and deeply researched. Both the theory analysis and simulation experiments indicate that the proposed method could improve the detection performance and decrease the error probability effectively under power constraints of local sensors and low signal to noise ratio.     

一类非线性不确定系统自适应terminal滑模控制方法

针对一类非线性不确定系统设计了自适应terminal滑模控制器,使跟踪误差在有限时间内收敛到零,消除了通常滑模变结构控制的到达过程,因而闭环系统从t=0时刻就对干扰具有鲁棒性。采用RBF神经网络逼近系统未知的非线性函数,引入滑模误差对其权值进行在线自适应调整,改善动态性能。最后给出的仿真例子证明了算法的有效性。     

基于双卡尔曼滤波的系统偏差消除方法

在非线性滤波问题中,一般对噪声有零均值的概率分布假设,但在实际工程中,这样的假设有时不成立,即存在一个固定的系统偏差。把该偏差当作系统待估计的参数,应用双卡尔曼滤波的基本思想,在估计状态量的同时估计出系统偏差,从而自适应地消除了其影响。以一个仅用测角信息的被动定位问题为例,经实验研究表明,提出的方法可显著改善收敛精度。     

一类不确定非线性系统的鲁棒自适应控制

针对一类具有未知控制方向、未知参数以及未建模动态的非线性系统,提出了一种带有死区修正的鲁棒自适应递推控制策略.该策略不需要控制方向符号的先验知识.根据参数的上下界先验信息,分别将光滑投影算法和非连续投影算法与参数自适应律结合起来,既抑制了参数的漂移,又使估计参数达到了最小.算法保证了闭环系统所有信号的有界性,同时使得跟踪误差收敛于零的任意小邻域内.     

交流电网中负载有效值电压线性控制器的设计

本文介绍了工作于交流电网中线性负载有效值电压线性控制器的设计.此设计方法简单、产品成本低、性能好,很容易实现优于2％的线性度和优于2％的系统稳定度,有较强的抗干扰能力,适宜在闭环或开环控制系处中作为最终线性动力负载的电压线性控制器使用,有较强的工业应用价值。     

Robust adaptive neural network control with supervisory controller

The problem of direct adaptive neural network control for a class of uncertain nonlinear systems with unknown constant control gain is studied in this paper. Based on the supervisory control strategy and the approximation capability of multilayer neural networks (MNNs), a novel design scheme of direct adaptive neural network controller is proposed.The adaptive law of the adjustable parameter vector and the matrix of weights in the neural networks and the gain of sliding mode control term to adaptively compensate for the residual and the approximation error of MNNs is determined by using a Lyapunov method. The approach does not require the optimal approximation error to be square-integrable or the supremum of the optimal approximation error to be known. By theoretical analysis, the closed-loop control system is proven to be globally stable in the sense that all signals involved are bounded, with tracking error converging to zero.Simulation results demonstrate the effectiveness of the approach.     

数模混合自适应功率分配星载多波束移动通信方法

针对多波束移动通信卫星业务不均衡导致功放工作点不一致、功率利用率低等问题,首次提出数模混合自适应功率分配(adaptive power allocation algorithm based on digital and analog hybrid system,APA-DAH)方法。该方法实现了在卫星载荷发射总功率不变情况下,根据通信业务量自适应分配各波束的发射功率,并且所有功放的工作点基本一致,保证通信波束性能的同时极大提高了卫星载荷的功率利用率。针对APA-DAH多波束移动通信卫星载荷要求每个通道的幅度和相位分布完全一致,否则系统性能急剧下降问题,提出了适用于APA-DAH多波束移动通信的幅相一致性校准方法,该方法利用零相关序列具有优异的自相关和互相关特性,实现多通道快速校准,并且校准不影响正常通信性能。性能仿真和远场测试结果表明:在校准信号功率比通信信号功率低15 dB时,校准后的幅相一致性误差分别优于0.1 dB和0.3°,实测主瓣内增益损失小于0.35 dB。     

一种三相并联有源滤波器的仿真研究

针对广泛使用的非线性负载产生谐波和导致功率因数较低的问题，在建立三相并联型有源电力滤波器数学模型的基础上，把滑模变结构控制和模糊控制趋近律相结合，设计了一种基于模糊滑模变结构控制策略、用于抑制电网谐波、提高负戴功率因数的三相并联型有源电力滤波器。模糊滑模变结构控制方案不仅消除了滑模变结构控制固有的高频颤动现象，对模型不确定性和外部干扰具有较强的鲁棒性，而且改善了系统到达段的品质，同时跟踪误差可收敛到零的一个邻域内。通过仿真对该控制模型进行了验证，结果表明，方案切实可行，系统具有良好的动静态性能。     

考虑一阶驾驶仪动力学的扩展弹道成型制导系统解析研究

构造了基于time-to-go的负n次幂函数的扩展目标函数,推广得到不考虑驾驶仪动力学的扩展弹道成型制导律。将一阶驾驶仪动力学引入到扩展弹道成型制导系统中,得到三阶线性时变齐次微分方程,利用幂级数解法,求解得到闭环制导系统的位置、速度、加速度解析表达式;根据终端时刻的位置和速度解析结果,得到由一阶驾驶仪动力学引起的脱靶量和终端角度误差解析表达式。利用伴随法对解析脱靶量和终端角度误差的解析结果进行了仿真验证。仿真和解析研究结果表明,当制导时间大于驾驶仪时间常数的15倍以上时,由初始方向误差和终端落角约束引起的脱靶量、终端角度误差都基本收敛到零。     

基于UKF的低成本SINS/GPS组合导航系统滤波算法

针对MIMU的精度不高,会带来较大的初始对准误差角,如果继续采用传统的小干扰线性方程就会给滤波带来很大误差,甚至发散。针对这个问题,对低成本SINS/GPS组合导航系统建立了基于四元数误差模型的非线性滤波方程,并采用了UKF非线性滤波方法。针对四元数误差模型单纯使用UKF方法无法估计加计零偏和陀螺漂移的问题,提出将UKF和EKF相结合的算法,仿真结果表明,比起扩展卡尔曼滤波以及采用传统小干扰线性方程的卡尔曼滤波,这种方法能够提高姿态误差角特别是方位误差角的估计精度。     

New trajectory linearization control for nonlinear systems undergoing harmonic disturbance

This paper presents a new trajectory linearization control scheme for a class of nonlinear systems subject to harmonic disturbance. It is supposed that the frequency of the disturbance is known, but the amplitude and the phase axe unknown. A disturbance observer dynamics is constructed to estimate the harmonic disturbance,and then the estimation is used to implement a compensation control law to cancel the disturbance. By Lyapunov's direct method, a rigorous pool shows that the composite error of the closed-loop system can approach zero exponen-tially. Finally, the proposed method is illustrated by the application to control of an inverted pendulum. Compared with two existing methods, the proposed method demonstrates better performance in tracking error and response time.     

交-交变频交流励磁发电机的建模与仿真

交流励磁发电机励磁控制仿真大多针对采用交直交变频器的情况。大容量水电机组宜采用交-交变频器。为了分析交流励磁发电机采用交-交变频器和定子磁场定向矢量控制的效果,建立了基于MATLAB/Simulink S-函数的交-交变频器模型,搭建了基于交流励磁发电机标幺值方程和定子磁场定向矢量控制的交-交变频励磁发电机仿真模型。基于该模型对有功功率和无功功率解耦控制以及转子转速超同步与亚同步转换等动态过程进行仿真。结果表明,采用交-交变频器和定子磁场定向矢量控制可以实现有功无功的独立快速调节;在调节过程中,定子电压频率稳定不变;转子转速在超同步与亚同步之间转换时,三相转子电流进行了换相。仿真结果与理论分析结果相一致。