PMSM无模型超螺旋快速积分终端滑模控制

针对永磁同步电机运行过程中因模型不确定、参数摄动和外部扰动等因素的影响,从而导致驱动系统性能下降的问题,提出一种新型控制策略。首先,为减少对系统数学模型的依赖,构建了一个新的超局部模型,用于描述永磁同步电机的转速环。其次,基于转速环的新型超局部模型,结合一种新型积分终端滑模面和改进超螺旋控制律来设计新型无模型超螺旋快速积分终端滑模控制器,实现了对转速的精确控制。再次,采用非奇异快速终端滑模面和双幂次趋近律设计改进扩展非奇异终端滑模扰动观测器,通过精确观测和前馈补偿未知扰动,有效地抑制参数摄动和外部扰动,增强了系统鲁棒性,提高系统的动态性能和稳态性能。最后,通过与传统控制方法的仿真和实验对比,证实所提算法转速抗超调能力提升为0.412 5%,转矩快速响应能力提升0.013 s。结果表明当存在未知扰动时,所提方法具有较强的鲁棒性和良好的抗干扰性。

基于非奇异快速积分终端滑模的机械臂鲁棒控制

为了克服机械摩擦、未知负载和模型误差等不确定性因素对机械臂控制精度的影响,采用指数障碍李雅普诺夫函数设计了非奇异快速积分终端滑模有限时间鲁棒控制律。首先,建立了带有各类不确定性因素的机械臂数学模型,并通过设计的观测器准确地估计出干扰值;然后,利用机械臂转角误差设计了非奇异快速积分终端滑模面,在指数障碍李雅普诺夫函数的基础上,设计出了有限时间鲁棒控制律;最后,通过稳定性分析验证了设计的有限时间鲁棒控制律能够在有效时间内收敛。三自由度机械臂的仿真结果表明:提出的有限时间鲁棒控制律能够有效克服不确定性因素对机械臂控制精度的影响,观测器的最大估计误差为0.1(°)/s 2,机械臂各关节转角的最大跟踪误差为0.1°,验证了设计方法的有效性。在三维空间固定坐标定位实验中,机械臂在提出的有限时间鲁棒控制律作用下的最大定位误差为0.22 cm,最长运行时间为2.2 s,验证了在实际工程应用中能够实现更高的控制精度和运行效率。

除草机器人自适应快速积分终端滑模跟踪控制技术

智能除草机器人在草坪作业时,易受到外界扰动以及系统不确定性的影响,从而导致轨迹跟踪收敛时间长以及跟踪效果差等问题。因此,设计一种面向轨迹跟踪的自适应快速积分终端滑模控制算法。首先,考虑驱动轮动力学特性以及未建模误差、外界干扰、动静摩擦等不确定性因素,建立除草机器人的动力学模型。然后基于所建立的动力学模型,设计自适应快速积分终端滑模控制器。所提出的控制器结合了快速终端滑模、积分滑模和自适应估计技术的优点,能够实现期望的跟踪性能并抑制控制信号抖动。同时,在不需要明确系统不确定性和外界干扰上界的情况下,可以通过所设计自适应估计项进行实时补偿,提高系统的鲁棒性。最后,通过仿真和试验验证了该方法的有效性。试验结果表明,所设计的控制器能够使跟踪误差在有限时间内快速收敛,并且横向误差绝对值不超过0.0979 m,纵向误差绝对值不超过0.1026 m,航向角误差绝对值不超过0.0578 rad,保证除草机器人准确跟踪作业路径,同时具有较强的鲁棒性。

基于扩展观测器的永磁同步电机快速积分终端滑模控制

为了优化永磁同步电机(PMSM)调速系统的动态性能,使用滑模控制的PMSM控制系统的非线性速度控制算法。提出一种新的快速积分终端滑模面(FITSMC),以提高传统积分终端滑模控制在速度误差远离平衡点时的跟踪误差收敛速度。针对高切换增益引起的大抖动现象,提出一种改进的抗干扰滑模速度控制器,该方法引入扩展状态观测器观测集中扰动,并在FITSMC中添加前馈补偿项。最后,通过仿真验证所提控制方法的有效性。结果表明:采用FITSMC替代传统的PI控制器,可以有效地降低动态速度跟踪误差。通过与传统方法进行比较,验证了所提方法(FITSMC+ESO)的优越性。

制导炸弹可达域的快速积分解算

对于制导炸弹投放而言 ,一种显然的方式是连续计算弹着点 CCIP原理的推广 ,连续计算炸弹在操纵面可操纵的范围 ,即炸弹在地面的可达区域。对于给定的迎角和侧滑角 ,LGB的弹道是一条三维弹道 ,其计算涉及一个两点边值问题 (TPBVP) ,因而需要迭代。本文给出一种快速解算方法 ,将此 TPBVP转化为一个具有固定积分下界的初值问题 。

多系统GNSS卫星轨道快速积分方法

快速高效且高精度的轨道数值积分算法是多系统GNSS卫星联合快速精密定轨的重要基础。本文从自适应变换Admas积分步长和多卫星同步积分两方面研究了多系统GNSS卫星轨道快速积分方法。为了验证该方法的精度和效率,利用武汉大学(WHU)与欧洲定轨中心(CODE)发布的事后精密星历进行轨道动力学拟合。试验结果表明:GPS/GLONASS/BDS/Galileo 4个系统卫星平均三维RMS均优于20mm;在不损失传统方法精度的前提下,单颗卫星平均积分与拟合耗时仅需0.09s,较传统逐颗卫星固定步长积分算法提升了14倍,并且随着卫星数的增加,效率提升越明显。

基于单片机的高精度快速积分型AD转换器

针对现有积分型AD转换器存在转换速率较低的问题,提出了一种基于单片机的高精度快速积分型AD转换器的设计方案,详细介绍了AD转换的实现过程。该转换器采用单片机产生各种控制信号,保证了测量过程的精确同步,提高了AD测量结果的稳定性,最快转换速度可达500次/s。实际应用表明,该转换器转换速度快,测量精度高,达到了预期效果。

空间柔性机器人动力学分析的快速积分算法

以空间柔性机器人为研究对象,分析了机器人柔性多体系统动力学建模过程,研究了根据广义动力学方法所建立的大型微分-代数方程的快速数值积分算法.本文采用Lagrange方法研究了空间柔性机器人的动力学模型,通过判断系统中铰的类型(主动关节和被动关节),建立机器人系统的微分-代数动力学方程,最后采用线性多步积分算法对建立的大型微分-代数方程进行高效率求解.仿真算例的结果表明,本文研究的线性多步积分算法对求解大型微分-代数方程速度快,效率高,为空间机器人实时动力学仿真打下坚实的基础.

带整流负载同步发电机的数字仿真(Ⅰ)——快速数值积分法

针对同步电机外部不对称时的数字仿真计算工作量较大的特点,本文推导並提出了凸极同步电机处于外部不对称运行工况下的一种新的数学模型,并在此基础上提出了快速数值积分法。通过比较,证明快速数值积分法具有较高的计算效率。

广义索末菲积分快速算法及架空导线与地下导线间互阻抗的计算

提出一种基于离散复镜像法的广义索末菲积分 (GSI)快速计算方法。该方法将GSI表示为离散复镜像近似值和积分校正项之和 ,其中离散复镜像近似值采用Prony方法得到解析式求出 ;积分校正项以原积分核与逼近积分核之差作为校正积分核 ,采用自适应积分法求出。架空电力线路与地下通信电缆互阻抗的数值计算结果表明 ,该方法比常规数值积分方法计算效率可提高 2 0倍以上。

基于三角形滤波卷积核的快速线积分卷积算法

基于纹理的线积分卷积(LIC)方法,能连续细致、动画地表示2D矢量大小和方向,但卷积计算极其耗时。针对这个问题实现了基于常数滤波卷积核的快速线积分卷积算法,提出并论证了基于三角形滤波卷积核的快速线积分卷积算法,对于实际矢量场,上述两种方法均将运算速度提高了一个数量级,而基于三角形滤波卷积核的快速线积分卷积算法的结果使图像更加平滑。

可分型指数矩阵的快速精细积分法

针对可分型矩阵的特性,结合2N类算法为可分型指数矩阵的计算提出一种快速精细积分法.核心思想是:利用可分型矩阵中的子矩阵进行分块计算;增加Taylor展开式的保留项数,减少迭代次数.一方面,程序实现简便,另一方面,数值算例表明:对矩阵维数很大的可分型指数矩阵计算来说,本文的快速精细积分法减少了计算量和存储量,大大地提高了计算效率.

实时仿真系统中的快速积分算法

以五阶和二阶系统为例，利用几种快速积分算法求解系统的微分方程，并比较几种算法的速度和精度，得出一些有益的结论，可直接用于各种仿真器系统，其它实时仿真系统亦可借鉴。

弹性半空间SH波散射快速边界积分方程法求解

边界积分方程法对于半无限空间中地震波散射求解具有独特优势,但求解矩阵的非对称稠密特征极大限制了该方法在高频与多体散射中的应用。为此,基于单层位势理论,结合快速多极子展开技术,通过对二维SH波势函数的多极展开,建立一种新的快速多极间接边界积分方程法,以实现弹性半空间中高自由度地震波散射的精确高效模拟。算例分析表明所提方法能够大幅度降低计算时间和存储量,可在目前普通计算机上快速实现上百万自由度SH波二维散射问题的精确求解。方法可进一步拓展到P,SV波的散射分析。

一种改进的基于Sobol序列的快速线积分卷积法

为提高快速线积分卷积法(Sobol-FLIC)的计算效率和流线的覆盖率,提出了一种改进的基于Sobol序列的快速线积分卷积法。计算结果表明,与一般的快速线积分卷积法相比,改进后的算法计算效率提高了约10%,同时可以产生稀疏纹理和密纹理,并且采用二次LIC法对图像进行后处理提高了可视化效果。在Matlab环境中,该算法与几种基本算法(LIC,FLIC)的可视化效率、计算固定数目流线的可视化结果和图像覆盖率的比较结果证实了其优越性。

分部积分与自然对数的快速算式

本文运用含参变量的快速分部积分法，简洁、直观地导出了达布公式的等价形式，泰勒公式仅是它的特例。并由达布公式与泰勒公式推演出收敛较快的一种公式，由这种公式就能得到函数Ｉｎ（α＋ｘ）在收敛域（－α，＋∞）的函数项级数。给ｘ、α以特定值就获得Ｉｎ２，Ｉｎ３、Ｉｎ５、Ｉｎ７等几个重要的常数．继而引进２、３、５、７的相继可幂数，得到自然对数的快速算式。

金属目标快速分析的不完全LU预处理技术

研究了一种用于改善金属目标快速计算迭代收敛特性的预处理技术。采用自适应积分快速算法(AIM)快速精确分析任意结构金属目标的电磁散射特性,着重探讨了运用不完全LU分解方法(ILU)来加速AIM算法的迭代收敛过程的技术。快速算法结合ILU分解技术极大地提高了金属目标电磁特性的分析计算速度。

矿用压风机组优化控制方法研究

针对矿用压风机组存在能耗巨大、风量控制不准确、转速控制不稳定等问题,提出一种基于扩展积分快速终端滑模扰动观测器(EIFTSMDO)和新型无模型积分分段双幂次滑模控制(IMFNSMC)的压风机组电动机转速控制方法。该方法基于表贴式永磁同步电机(SPMSM)转速环的新型超局部模型,结合无模型控制和新型滑模控制的优点,设计了改进的无模型新型趋近率滑模控制器;同时结合积分滑模滑模和快速终端滑模的优点,设计了积分项快速终端滑模扰动观测器,实时精准估计新型超局部模型的未知部分;通过对控制器进行前馈补偿,提高了电动机控制系统的鲁棒性和抗干扰能。仿真和半实物实验结果表明,与滑模控制和新型滑模控制方法相比,基于IMFNSMC+EIFTSMDO的控制方法的超调减少了15%,响应速度加快了0.1 s,抗干扰能力加强了10%,验证了该方法的有效性和优越性。

金属成形建模中的快速拟逆方法和塑性直接算法

逆方法 (IA)是一种基于产品最终形状的,应用于构建轴对称冷锻造过程模型的简单方法。由于是假设在简单路径下变形,而且简化了工具的作用形式,因此该方法计算速度很快;数值测试显示,该种方法因为没有考虑变形历史,因而只能较好的估算应变,但是应力估算的误差较大。该文提出了一种新方法——拟逆方法 (PIA:Pseudo Inverse Approach),这种方法是在保留IA优势的基础上,考虑了工件的加载历史,因而可以较好的估算应力。PIA引入了多个中间构型来考虑变形路径,摒弃了传统的接触问题的处理方法,采用自由表面法对中间构型进行修正。另外,基于等效应力的概念和拉伸应力应变曲线,提出了一种全新的塑性积分的直接算法,并编写了快速健强的计算程序。通过和ABAQUS的计算结果的比较,研究了PIA的计算效率和局限性,结果表明,该方法可以应用于初始预成形的设计以及锻造工艺的参数优化。

施勒密赫型余项的泰勒定理的积分证明

本文运用含参变量的快速分部积分法，简洁、直观地导出了带积分型余项的泰勒公式，然后应用推广的积分第一中值定量，变积分型余项为具有普遍性的施勒密赫型余项，赋于参数ｐ的特定值，就得到拉格朗日型和柯西型余项公式．这篇短文，给出了四种能进行定量估计的余项形式，对教学有一定的参考价值．