基于反双曲正弦函数的自抗扰控制器

利用反双曲正弦函数分别设计了三阶跟踪微分器和三阶扩张状态观测器,并利用该函数和设定输入的二阶微分信号设计控制律,从而构造了一种新型自抗扰控制器.通过李雅普诺夫函数证明了自抗扰控制系统在平衡点处渐近稳定.仿真实验表明,采用该自抗扰控制器的二阶系统能有效抑制内部和外部非线性扰动的影响,实现对方波信号和正弦信号的高精度跟踪,同时,扩张状态观测器能较准确地估计系统内部和外部扰动信号.

基于反双曲正弦函数的转台伺服系统滑模控制

为了补偿转台伺服系统的非线性扰动以及抑制滑模控制的高频震颤现象,设计了一种新型滑模控制器。首先,利用反双曲正弦函数设计一种三阶扩张状态观测器,通过该扩张状态观测器估计二阶系统的状态变量和未知非线性扰动。然后,采用反双曲正弦函数构造滑模控制律,设计了一种利用扩张状态观测器的滑模控制器,并证明系统渐近稳定。最后,三轴转台伺服系统的仿真实验结果表明扩张状态观测器能获取系统各状态高精度估计值,采用该新型滑模控制器的伺服系统具有较高的位置和速度跟踪精度,有效抑制了滑模控制输入的高频震颤现象。

基于反双曲正弦函数的抗冲激块稀疏自适应滤波算法

针对现有基于最小均方误差(MSE)的块稀疏系统辨识算法抗冲激性能不佳的问题,提出了一种利用反双曲正弦函数替代最小均方误差的改进型块稀疏归一化最小均方(IBS-NLMS)算法。该算法首先构造新的代价函数,利用负梯度最陡下降法求出增量,进而导出了新的滤波器权系数更新公式,在公式迭代过程中出现的冲激噪声会导致权系数的更新量趋于零向量,从而消除了由于非高斯冲激干扰而导致的算法发散问题。同时,理论分析并推导出了该算法的均值收敛过程。块稀疏系统辨识的仿真结果表明,在非高斯冲激噪声干扰和截断变化情况下,改进型算法与块稀疏归一化最小均方(BS-NLMS)算法相比有更快的收敛速度和更小的稳态误差。

基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器

首先,采用反双曲正弦函数设计一种三阶扩张状态观测器,利用Lyapunov函数证明三阶扩张状态观测器误差系统渐近稳定;然后,利用反双曲正弦函数选取扩张状态观测器初始阶段的参数,以抑制微分峰值现象;最后,通过仿真实验结果,表明了所提出的三阶扩张状态观测器能够获取二阶系统各状态变量和非线性扰动高精度的估计值,而且能够较好地抑制微分峰值.

基于反双曲正弦函数的跟踪微分器

反双曲正弦函数是光滑连续函数,具有快速并消除速度高频震颤的作用.利用反双曲正弦函数构造加速度函数,设计二阶跟踪微分器,证明了跟踪微分器的收敛性,并分析了跟踪微分器频域特性.仿真实验表明,该跟踪微分器能对输入信号进行低通滤波,且跟踪精度高,响应速度快;同时,它较好地抑制了微分信号的噪声放大效应,可以得到输入函数理想的微分信号.

初值修正和函数变换的改进灰色模型在管道腐蚀深度预测中的应用

为了准确预测管道的腐蚀深度,借助灰色理论建立了改进GM(1,1)模型。针对传统灰色模型的不足,引入反双曲正弦函数变换方法建立了改进模型一,并在此基础上提出了一种基于初值修正结合反双曲正弦函数变换的改进模型二,通过实例对比分析了改进模型和传统模型预测管道腐蚀深度所得结果的差异。室内试验测试数据和实际管道检测数据的计算结果表明:传统模型预测所得的平均相对误差(分别为5.300%和13.617%)均较大,因此模型的精度较差;改进模型一预测所得的平均相对误差分别为2.345%和2.639%,其预测精度较传统模型有大幅度的提高,因此该模型适用于腐蚀深度的准确预测;对改进模型一采用初值优化方法后,所得改进模型二的预测精度进一步提高,其提高的程度较为有限;总体来看,所建改进模型能够满足管道腐蚀深度预测的精度要求,具有较强的推广应用价值。

反双纽线三角函数的两个最佳不等式

应用函数单调性定理,研究四个反双纽线三角函数之间凸组合的序关系,证得了关于反双纽线正弦函数和反双纽线双曲正弦函数凸组合,以及反双纽线正切函数和反双纽线双曲正切函数凸组合的两个精确不等式.

基于异方差的递增时间序列自回归预测的改善方法

依据"利用反双曲正弦函数变换提高数据列光滑程度"的结论,给出了两种异方差条件下递增时间序列自回归预测的改善方法.

基于同方差的递增时间序列自回归预测的改善方法

提出了"利用反双曲正弦函数变换提高数据列光滑程度"的新结论,获得了递增时间序列改善的自回归预测新方法。

基于双曲函数的非线性跟踪微分器

双曲正切函数和反双曲正弦函数是光滑的连续函数,在其定义域内都是单调递增函数.文章利用双曲正切函数和反双曲正弦函数共同构造了二阶非线性跟踪微分器的加速度函数,证明了跟踪微分器的收敛性,并通过仿真实验分析了跟踪微分器的频域特性.仿真实验结果表明,该跟踪微分器可以对输入信号进行低通滤波,而且在跟踪精度,响应速度方面有不错的效果,参数相对减少,整定有一定的规律性.

永磁同步电机调速系统的自抗扰控制

提出了一种利用反双曲正弦函数的一阶自抗扰控制器,以提高永磁同步电机正弦波脉宽调制(SPWM)调速系统的跟踪精度。研究了永磁同步电机转速环的数学模型;分别设计了一阶跟踪微分器和二阶扩张状态观测器,利用李雅普诺夫函数分析了它们的收敛性;构造了转速环的一阶自抗扰控制器,同时证明了一阶自抗扰控制误差系统的渐近稳定性。最后,将该新型一阶自抗扰控制器作为永磁同步电机的转速调节器,分析了自抗扰控制永磁同步电机的SPWM调速系统。仿真实验表明:自抗扰控制调速系统速度阶跃跟踪的调整时间约为0.15 s,稳态误差小于0.28 r/min;同一调速系统正弦响应的最大跟踪误差约为17 r/min。与PI控制调速系统相比,自抗扰控制永磁同步电机调速系统阶跃响应快速而平稳,无超调,稳态误差小;另外,系统正弦响应的跟踪性能好,跟踪误差小。

基于数据列变换的自回归预测方法的改善

证明了利用反双曲正弦函数变换能提高数据列的光滑程度,获得结论:设｛x_(k)｝为递增数据列,x_(1)>0,y(k)=ln(x_(k)+(x_(k)~2+1)^(1/2)),则数据列｛y_(k)｝比数据列｛x_(k)｝光滑.给出了改善的自回归预测方法,并且举例加以论证.

基于ESO的PMSM系统自抗扰FCS-MPC策略（英文）

为了提高三相永磁同步电机(PMSM)系统的控制性能,以反双曲正弦函数为基础,通过改进的扩张状态观测器(ESO)获取转速和反电动势项高精度估值,以自抗扰控制作为转速控制调节器,提出了基于ESO的自抗扰有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略,以减小电磁转矩脉动,降低算法的复杂性和计算量。与基于PI的FCS-MPC策略相比,新的控制策略能够保证PMSM系统稳定运行,具有良好的转速跟踪性、抗干扰性和鲁棒性。

船舶锅炉汽包水位调节的改进自抗扰控制器设计

针对大型油船锅炉汽包水位控制系统具有非线性、时变和强干扰等特性,利用反双曲正弦函数设计二阶跟踪微分器和二阶扩张状态观测器来改进传统的自抗扰控制器。分析二阶汽包水位的控制结构并构建相应的数学模型。理论分析和仿真结果表明:该自抗扰控制器满足汽包水位控制系统的动态响应指标,证明改进算法对系统的内部和外部干扰的抑制能力强,控制效果理想,响应速度快,抗扰能力强。

关于自回归预测方法的注记

已知时间序列资料,建立自回归模型进行预测时,为了提高预测的准确性,采取的途径之一是固定自回归模型为线性模型,对数据列进行变换,提高数据列的光滑程度.证明了利用反双曲正弦函数变换能提高数据列的光滑程度,给出了改善的自回归预测方法,并且举例加以论证。

基于ESO的PMSG风力发电系统无源自抗扰控制

为实现直驱式永磁同步风力发电系统在低风速下的最大功率追踪,提高风能的利用率,提出了无源自抗扰转速控制策略.利用基于能量成形、PCHD的原理以及扩张状态观测器(ESO)技术,设计出基于ESO的无源电流控制器,同时通过基于反双曲正弦函数的ESO对系统扰动项进行实时性观测并补偿.针对速度调节器响应速度慢、抗负载能力差的问题,设计了基于反双曲正弦函数的速度控制器并得到期望的定子电流.仿真结果表明,该控制方法能保证系统稳定运行,具有较强的转速跟踪性、抗负载能力以及鲁棒性,同时具有较小的电磁转矩脉动.

永磁同步电机伺服系统高精度自抗扰FCS-MPC

为了提高三相永磁同步电机伺服系统的控制精度,基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器(ESO)技术,提出了一种有限状态控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略。采用基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器方法构造出自抗扰位置控制器,以提高伺服系统的控制精度和鲁棒性;利用ESO技术设计出PMSM伺服系统反电动势和不确定项观测器,以实现对反电动势项和系统不确定项进行快速准确的实时估计。与此同时,改进型的FCS-MPC策略,以达到减小电磁转矩脉动、减轻系统计算量和自抗扰观测器负担的目的。仿真结果表明,该控制策略具有较高的位置跟踪控制精度、良好的动态性能、较强的抗负载能力和鲁棒性。

基于改进FxLMS算法的悬臂梁振动研究

滤波-x最小均方(FxLMS)算法常用于主动振动控制领域,但不能很好地平衡收敛速度和稳态误差。针对悬臂梁的振动问题,提出一种以改进FxLMS算法为控制策略的主动噪声控制算法,通过利用反双曲正弦函数对误差信号进行非线性变换,从而优化自适应滤波器的权系数迭代规律。在Simulink中建立基于FxLMS算法的主动控制系统,并在机械系统的力学自动分析(ADAMS)中建立悬臂梁模型。将悬臂梁模型作为机械模块与控制系统相结合,构建悬臂梁振动主动控制联合仿真系统。在该系统中将FxLMS、Fair、FxatanLMS、FxasinhhLMS四种算法进行仿真对比。对比结果表明,改进的算法稳态误差更小、收敛速度更快,且能寻得稳态误差和收敛速度之间的最优平衡,从而更加有效地控制悬臂梁的振动。

电磁辐射测试系统的谐波失真分析

采用反双曲正弦复合函数来模拟增益压缩系统,计算其三次谐波失真。以反双曲正弦函数作为加权系数,得到系统的二次谐波失真。按照微波治疗设备无用辐射允许限值计算其电磁辐射场强,结合测试系统的谐波失真分析其满足测试要求的条件。

时间序列自回归预测方法新探

证明了"利用反双曲正弦函数变换能提高数据列的光滑程度",获得了时间序列自回归预测的新方法,实例分析表明:新方法更具有优越性.