CAPS系统的电离层时延

本文主要结合转发式中国区域定位系统(CAPS)的频点分布研究了电离层对卫星导航系统的影响,分析结果表明:电离层时延严重影响CAPS系统的导航定位精度,一阶电离层时延一般在5米以内,高阶时延不及一阶时延的千分之一。

随机时延线性系统的IMC-PID设计

基于IMC(内模控制)框架,本文研究了具有随机不确定性时延的FOPDT(一阶时延)对象的最优IAE性能问题及其PID优化设计方法。这是传统的确定性优化方法无法解决的问题。首先,在IMC(内模控制)框架下,借用麦克劳林展开式和一阶泰勒近似,获得了内模控制器及其参数与PID控制器参数之间的关系式。从概率角度出发,通过求解实现IAE性能均值最优化的内模控制器及其参数,并利用上述关系,得到了相应的最优PID控制器参数整定规则,减少了传统参数整定方法的保守性。随机时延参数FOPDT对象的仿真,验证了本文所提出方法的有效性,并且表明:对于随机时延的FOPDT对象,与传统最优IAE PID整定方法如Murrill等(1967)、Smith等(1997)以及Madhuranthakam等(2008)方法相比,本文所整定PID控制器具有更好的IAE性能。

灵敏度约束的自整定最优比例积分控制器

针对一阶延时(FOPDT)模型,考虑到阶跃负载的干扰,以最小化时间乘绝对误差积分或最大积分增益为目标,利用数值优化运算获取比例积分控制器参数。在过程惯性时间与时滞时间之比的大范围内,通过寻优数值拟合出控制器参数调整公式。最后,用双通道继电器闭环测试获取过程信息,建立近似的一阶延时模型来自动整定控制器参数。仿真结果证明了此方法的有效性。

一种二值混沌加密序列的产生及其性能分析

该文基于一阶时延微分方程描述的无限维混沌连续系统提出了一种二值混沌序列的产生方案 ,从密码学的角度对该类二值序列进行了统计分析 ,实验结果显示该类序列具有良好的随机性、自相关性和对参数的极端敏感性 ,最后指出了序列的应用特点和需进一步解决的问题。

一种飞机俯仰角二自由度PID控制算法

飞机俯仰角是飞机纵向运动中最基本的控制模态,实现对其控制难度较大。针对飞行器俯仰角增量和舵面偏移量构成的四阶系统简化后的一阶积分延时系统,文中提出了一种二自由度PID控制算法。该算法基于多主导极点配置法与直接综合法,将设定点滤波器与控制器分开设计,并以解析式的形式给出整定律。通过算法仿真验证可知,文中提到的方法能较好地应用于飞行器俯仰角的四阶系统,并且具有优良的扰动抑制性能以及更好的伺服性能和鲁棒性。

全轴转向双铰接车辆的轨迹跟随优化分析

为了优化双铰接车辆的通过性、减小车道占有率,文章以中车株洲所设计的三编组智轨电车为原型,分析了全轴转向双铰接车辆转弯过程的道路占用宽度与轨迹跟随误差;基于单节车弯道行驶的运动学模型,计算得到双铰接车辆弯道行驶时的轨迹偏差函数;然后优化得到一阶延时转向方法,并完成了带一阶延时转向控制的双铰接车辆的运动学仿真与路径偏差计算。仿真结果表明,在相同的转向角度条件下,采用一阶延时转向的全轴转向车辆的道路占用宽度仅为非全轴转向车辆的23%,采用一阶延时转向方法能够有效地提高双铰接车辆的跟随精度、经济性和适用性。

执行器速率饱和下的系统归一化及控制性能定量评估

为解决控制器设计中是否需要对执行器速率饱和影响进行补偿的问题,针对速率饱和现象对控制性能的影响进行了定量分析.基于频域时间尺度变换特性,提出了一阶惯性时延被控对象所在闭环系统在执行器速率饱和下的参数归一化方法,将可变参数由4个简化为1个.采用近似最大灵敏度约束积分增益优化(AMIGO)和Skogestad内模控制(SIMC)2种比例积分微分(PID)整定方法来设计控制器参数.经过仿真和逆归一化处理,得到了在恒定系统超调下执行器临界速率饱和值与系统参数之间的数学模型.分析结果表明:AMIGO-PID和SIMC-PI控制器对应的数学模型的平均精度分别为13.89%和2.17%;在相同系统最大超调下,相较于AMIGO-PID控制器,SMIC-PI控制器对执行器的动作速率要求更低,说明SIMC-PI控制器对于执行器的速率饱和影响具有一定的缓和作用;当实际执行器速率饱和值小于模型估计值时,应对速率饱和的影响进行补偿,反之可忽略其影响以节约设计成本.

Containment Control for First-Order Multi-Agent Systems with Time-Varying Delays and Uncertain Topologies

Containment control of first-order multi-agent systems with uncertain topologies and communication timedelays is studied. Suppose system topologies are dynamically changed, a containment control algorithm with time-varying delays is presented. The stability of the control algorithm is studied under the assumption that communication topologies are jointly-connected, and constraint condition of distributed containment control for delayed multi-agent systems is derived with the aid of Lyapunov–Krasovskii function. Simulation results are provided to prove the correctness and effectiveness of the conclusion.

多随机参数线性系统的PID设计

基于IMC(内模控制)框架研究了具有随机时延和时间常数的FOPDT(一阶时延)对象的最优ISE性能问题及其PID优化设计方法。由于传统的确定性优化方法需要确切的先验知识或对系统参数的有效估计,故无法处理上述问题。针对带有双参数不确定的FOPDT对象,本文提出的PID整定方法是在内模控制的框架下,通过非线性最小二乘拟合方法得到ISE性能解析表达式并寻得内模控制器最优参数,从而得到相应最优PID控制器参数。仿真验证了本文的PID参数整定方法的有效性。