创新设计 无与伦比——宝美191LINEAR铣车复合加工中心

高速高精度铣车复合加工中心在外形上与传统的加工中心没有多大差异,然而其内部构造与技术却与传统加工中心迥然不同,并不是使用了高速主轴就是高速铣、工件主轴转速高就可以高速车削。事实上,不只是主轴,伺服控制系统每一部分技术与设计的最优化以及基础机械体系设计的战略性更新都是创造优秀的铣车复合加工中心不可缺少的组成部分。但重要的是必须让所有的零件组合都达到最高的运转效率,体现出非凡的一致性与协调性。

Boost功率因数校正变换器单周期控制适用性的理论分析和实验验证

当输入或者负载跳变时,单周期控制是功率变换器中一种新型的非线性控制策略,单周期就可实现控制目标。然而,单周期控制在功率变换器中的普适性并没有相关研究,限制了它的进一步发展和应用。该文以Boost变换器作为研究对象,引入切换线性系统的概念和理论,基于Boost变换器切换线性系统模型严格证明单周期控制在Boost变换器中的适用性,由此提供一种单周期控制在一般功率变换器中适用性分析方法。在理论研究的基础上,给出了单周期控制Boost变换器实现功率因数校正的一个实际范例。

一种气动/电磁联合作动的主动隔振器设计与仿真

大型机载光学系统要求有非常高的光束指向控制精度，这将给机载隔振平台的设计提出若干新的挑战。从分析飞机结构振动特点出发，提出采用气动与电磁驱动联合作动的方法，为飞机平台设计一种适合大型机载光学系统安装的主动隔振器。单个隔振器的承载能力为150～190 kg ，垂向隔振频带范围为1～100 Hz，最大输出控制力为560 N。文中阐明了气动/电磁联合作动的运行机理，并对隔振器进行了结构详细设计；然后对隔振器进行数学模型简化，建立隔振器的动力学方程；最后利用PID控制算法和LQR控制算法，对隔振器进行Matlab/Simulink数值仿真。仿真结果表明所设计的隔振器隔振性能优异，在垂向宽带（1～100 Hz）大振幅随机扰动作用下，可以将有效载荷的振动位移控制到±10μm量级，能够满足光学设备的安装要求。 PID方法和LQR方法的控制效果对比表明，对于单个隔振器系统，PID方法较LQR方法易于实现，并且控制效果也略优。

线性系统状态反馈规范型设计及可视化仿真

本文针对线性系统的状态反馈设计问题,给出了能控规范Ⅰ型的设计方法,该方法通过对系统进行能控规范Ⅰ型线性变换,在能控规范Ⅰ型坐标系中确定反馈增益矩阵来实现的。采用此方法可根据用户要求的任意的配置极点对系统进行设计.。本文根据此算法编写了便于仿真实现的MATLAB通用程序,且给出了此程序的解算流程图。最后对实例进行仿真,仿真结果说明了该方法的使用性和方便性。

带有不对称饱和非线性环节的自适应控制系统

本文提出了带有不对称饱和非线性环节的线性离散系统的自适应控制算法,该算法简单易行。仿真实验的结果表明,无论是在确定性场合,还是在随机场合,该算法均能保证闭环系统大范围渐近收敛。

基于遗传混合算法的二维耦合颤振方法

对于传统的二维二自由度耦合颤振分步分析解法,创新性地将颤振分析转变为关于求解系统振动频率的非线性方程组问题.基于数值分析理论,引入如拟牛顿法等超线性收敛的数值迭代解法,研究了该类方法在数值迭代时的局部收敛性、初始值依赖性等问题.为规避上述风险发生在颤振分析中,将具有全局搜索优势的遗传算法应用于二维二自由度耦合颤振分析,结合最优算法L-M算法进行局部收敛修正,提出了基于遗传混合算法的分析方法.算例分析结果表明:在各个检测风速节点处,两种方法下的系统振动圆频率和系统牵连阻尼比计算误差都低于0.1‰,结果几乎一致;所建立的新分析方法思路清晰,求得颤振临界风速与传统方法完全一致,说明新的计算流程可行且计算结果准确;与传统方法相比,基于遗传混合算法的颤振方法每步求解过程无需初值的自选取,具有无条件收敛的优点.

非线性鲁棒控制系统分析和设计的μ方法

针对一类可反馈线性化的仿射非线性系统 ,提出了非线性鲁棒控制系统的 μ分析与μ综合方法 .利用非线性状态反馈和坐标变换 ,可将许多不确定性线性系统线性化为关于广义对象和不确定性的线性分式变换 (LFT) ,基于这个 LFT,用 D- K迭代法可获得线性化系统的鲁棒控制器 。

小波变换在机械系统非线性信号消噪中的应用

噪声的去除一直是信号处理中较为关键的技术之一。小波变换在时、频两域都具有表征信号局部特征的能力,突破了传统Fourier分析的局限性,很适合检测信号的奇异现像。用Daubechies小波和Fourier变换分别对洛仑兹混沌信号以及撞击流反应器压力波动非线性信号进行去噪分析,结果表明,二者的去噪效果有较大的不同,突出了小波变换用于非线性信号去噪的性能。因而,将小波用于信号消噪具有重要的意义。

线性二次型调节器算法对黏弹性阻尼器参数的优化设计

鉴于黏弹性阻尼器(VED)对结构减震控制的局限性,采用等效刚度和等效阻尼的力学模型,对VED的参数优化问题进行了研究。基于LQR的最优控制算法,提出一种以VED控制下结构的振动响应去逼近最优控制下结构振动响应的VED参数优化的新方法。通过对一个加入VED的3层混凝土框架结构进行动力响应数值分析,得出结论。方法相对简单,所提出的VED参数优化方法能够使结构动力响应得到有效的控制,控制效果与采用最优控制算法的计算结果较为接近,验证了该方法的有效性。利用上述方法优化VED参数,对结构进行振动控制,虽然无法达到全状态最优增益反馈控制力的主动控制效果,但经过优化后的动力反应逼近最优控制算法的结果。该方法为VED在结构减震控制方面取得更好的减震效果提供了理论参考。

与广义KdV方程族相关的谱问题及其完全可积性

通过Lax方程获得了与二阶谱问题相联系的广义KdV方程族。利用位势函数与特征函数之间的Bargmann约束,将Lax对非线性化。由合适的Jacobi-Ostrogradsky坐标,得到一个新的有限维Hamilton正则系统,并证明其是完全可积系统。最后得到发展方程族的对合表示。

一类线性时变系统的时域鲁棒稳定性

本文通过对线性时变系统稳定性的分析，给出了一类时变系统即强指数型稳定系统的时域鲁棒稳定判据．

非线性物理模型的线性化

自然界中并不存在真正的线性系统,而所谓的线性系统,也只是在一定的条件范围内保证其线性关系。实际上,所有的自然界系统在不同程度上,均具有非线性的性质。非线性数学模型的线性化是物理学研究自然界、描述自然界的重要方法之一,也是物理科学研究和物理教学中的重要内容。

具有非线性刚度动力吸振器的隔振系统半主动控制

研究带有非线性刚度吸振器的隔振系统振动稳态响应的半主动控制。动力吸振器和隔振系统(主系统)的刚度均为Duffing类型的非线性刚度。对吸振器的阻尼采用了两种半主动控制策略以减少主系统的振动,并讨论了吸振器刚度的非线性程度,吸振器质量与主系统质量之比及主系统刚度的非线性程度对主系统稳态响应的影响。数值分析结果表明,采用适当的系统参数和控制策略可以有效地改善主系统的稳态响应。

基于小波变换和离散余弦变换的fisher脸识别

本文结合几种现有的人脸识别特征提取算法，先对人脸图像进行小波分解去噪；然后通过离散余弦变换对低频分量作进一步特征提取和压缩，保留人脸图像中对光照、姿态、表情变化不敏感的识别信息；接着利用PCA和LDA相结合得到最终的识别特征；最后采用欧式距离和最近邻分类器识别人脸。实验采用ORL标准人脸库验证了这种组合的有效性。

电网中动态电压恢复器的非线性控制研究

动态电压恢复器(DVR)是解决电网电压突变的一种经济有效的方案,其控制器性能的好坏直接影响到其补偿效果。为此,本文基于变结构控制对比分析了两种方法设计动态电压恢复器的控制器。一种是采用逆系统方法进行解耦、线性化,然后运用变结构控制方法设计控制器;另一种是采用状态反馈精确线性化方法结合变结构控制理论设计控制器。通过对比分析,发现其本质上是一样的。最后通过仿真验证了上述方法的正确性和有效性。