基于混合二极管的Sallen-Key低通滤波电路振荡行为研究

设计一种基于混合二极管的Sallen-Key低通滤波振荡电路,将PN结型二极管与电感、电容串并联组合所构成的混合二极管接入低通滤波电路的输入端,构建一种具有复杂动力学行为的混沌振荡电路.引入不对称系数来模拟实际电路中二极管元件之间电学特性的偏差,通过特定参数的相轨迹图、分岔图和Lyapunov指数谱对振荡电路的对称、不对称系数下两种振荡状态进行数值分析.实验产生振荡电路中独特的吸引子共存现象,揭示了受电路参数调节的对称、不对称共存分岔、反单调特性等丰富的动力学行为演化过程.最后,基于FPGA技术完成振荡电路的数字电路实验,验证了数值仿真的正确性和物理可实现性.

基于MATLAB的《现代控制理论》课程的实验设计

根据现代控制理论课程的特点,提出并利用MATLAB设计了现代控制理论课程的实验,给出了设计的每个实验的主要内容及使用到的MATLAB函数,并对其中的一个实验作了详细说明。通过这些实验,将有助于学生理解理论知识,学习利用MATLAB解决现代控制理论问题。

有限时间二次型最优调节器的数值解

通过对有限时间二次型最优调节器设计中矩阵Riccati微分方程的离散化 ,将微分方程化为代数方程 ,并将离散化后的代数方程通过变换使之成为矩阵Riccati代数方程的形式 ,利用MATLAB控制系统工具箱中计算无限时间二次型最优调节器的lqr( )函数 ,编程求解各离散时刻的矩阵Riccati代数方程 。

Lorenz混沌系统模块化电路设计与硬件实验

以Lorenz系统为研究对象,开展Lorenz系统的电路模块化设计,并利用Multisim软件完成模拟仿真;然后基于Altium Designer软件进行Lorenz系统的原理图设计及印刷电路板绘制;最后利用运算放大器、电阻及电容等元器件完成系统的印刷电路硬件电路板焊接与实验,从示波器观测的测试波形图与仿真结果一致,表明了该硬件电路设计的合理性与可行性。

无感蔡氏电路混沌同步控制实验

设计了综合性强的非线性电路实验,基于合适的线性反馈控制器,实现运动行为不同的2个蔡氏电路系统的混沌同步控制。利用非线性限幅函数,设计等效无感蔡氏电路的同步控制电路图,电路结构简单易操作。通过调节电位器的阻值,改变同步控制器的增益,观测实验结果,驱动系统与响应系统达到渐近同步。通过非线性电路系统的开发式实验,培养了学生的创新能力和科研能力,有利于非线性电路课程的深入学习和理解。

基于FPGA的自适应交通信号系统设计与实现

针对当前道路车辆逐渐增多,固定配时方案的交通信号系统无法满足复杂车流变化的情况。提出将感应控制方式融入到交通信号系统中,并与定时配置方案相结合,采用FPGA技术设计一种自适应的交通控制系统。通过Verilog语言编写各模块的控制程序,在QuartusⅡ软件环境下进行综合编译与仿真验证,设计出能够采集路口车流信息并实时反馈、自动调整配时方案的交通信号控制系统。然后,结合开发板模块电路,选择合适的电子器件,设计车流检测和交通信号模拟显示电路,并通过管脚约束的方式,完成外接模拟显示电路与开发板的硬件连接,下载程序并调试运行。最终,在实验室完成自适应交通信号系统的硬件电路调试。

眺望式光学通信器的理论和系统研究

由双孔干涉图样的计算和双孔衍射图样的计算引入眼孔光学通信器或眼孔光学变换通信器通信,引入On型和Off型信息通道及多种光源研究眼孔光学通信器通信,模拟了目标瞄准抖动的Rician分布,计算了发射接收相关的信息衰减效率。建立通信跟瞄模型和通信框架,提出眼孔光学通信器或眼孔光学变换通信器概念,研制眺望式眼孔光学通信器,具有联合式功能。

一种带跟瞄的机器人眼孔通信方法研究

提出一种机器人眼孔通信框架,建立通信跟瞄模型,开辟了机器人光通信的新阶段。进行了信标光捕获方法研究,计算了捕获时间;计算机模拟了二维瞄准误差正态、瑞利分布,提出了三维瞄准误差正态、瑞利分布,模拟了机器人目标瞄准抖动分布;给出了一般硬件通信协议、Internet通信协议,解决了眼孔光通信框架及跟瞄问题。

大气光通信系统的光学镜头和软件设计研究

设计了大气光通信系统的折射式物镜光学天线和特种分束分光镜,并阐述了其设计原理。编制了具有创新性的大气光通信系统的工作框图及软件框图,编制了相应软件。

含电磁功率扰动的分数阶电力系统混沌分析与同步控制

混沌振荡是电力系统的固有现象,当系统运行情况变得复杂时,整数阶互联系统模型已无法满足研究要求.本文提出了一个简单的含电磁功率扰动的分数阶互联电力系统模型,利用分岔图、李雅普诺夫指数谱、庞加莱截面等分析系统产生混沌振荡的最低阶次.通过改变电磁功率扰动幅值和频率因子,观察到系统由倍周期分岔通往混沌直至功角失稳,并导致系统崩溃.同时,采用双参数分析法对系统的周期运动、混沌和功角失稳详细划分与分析,由于功角稳定性被破坏前并没有明显的迹象,但会出现分岔和混沌行为,若能对混沌运动进行控制,就可以避免功角失稳对系统造成的巨大危害.最后,设计一种符合该系统稳定性要求的非线性控制器,实现分数阶互联电力系统的同步控制,仿真结果证明了控制方法的有效性,为电力系统的安全稳定运行提供了依据.

忆阻FitzHugh-Nagumo神经元电路有限时间同步

主要研究了降维忆阻FitzHugh-Nagumo系统的非线性动力学行为以及有限时间内的多稳态同步.首先建立系统精确降维模型,展开降维忆阻系统随不同初始状态变化的动力学行为分析.利用分岔图和Lyapunov指数谱等分析方法,研究发现调整系统初始状态,系统呈现出多稳态现象.通过滑动模态控制方法实现两个忆阻FitzHugh-Nagumo神经元电路有限时间内的多稳态同步.最后,通过同步数值仿真证明了控制方法的正确性和有效性.