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。

基于高增益比例积分观测器的液压伺服系统全局快速终端滑模控制

针对受不确定性影响的非线性液压伺服系统,设计了一种基于高增益比例积分观测器的全局快速终端滑模控制方法。首先,采用输入输出反馈线性化方法对非线性模型进行线性化处理,使其适用于观测器与控制器的设计结构,其中比例积分观测器用于估计包括建模误差、外部干扰和测量噪声等综合不确定性,全局快速终端滑模控制器用于快速补偿观测器误差,从而进一步提高控制系统的鲁棒性。此外,根据李亚普诺夫稳定性理论证明了整个闭环系统的稳定性。最后,将所设计方法与传统PID控制以及传统滑模控制方法在相同的不确定性环境下进行了对比实验,实验结果表明所提方法具有更快的响应速度、更高的跟踪精度与抗干扰能力。

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。

基于非线性积分快速终端滑模的拖拉机路径跟踪控制方法

为提高拖拉机田间作业路径跟踪控制的精度,本研究提出了一种基于非线性积分快速终端滑模的拖拉机路径跟踪控制方法。首先,建立拖拉机两轮动力学模型;然后,结合非线性积分滑模面和快速终端滑模趋近律设计拖拉机路径跟踪控制器,减小了传统滑模控制普遍存在的抖振和稳态误差,使用李雅普诺夫判据检验了控制器的稳定性。通过Matlab/Simulink建立了拖拉机路径跟踪仿真模型,对所提方法进行路径跟踪仿真试验。试验结果表明,拖拉机曲线路径跟踪的最大横向偏差为0.011 m,满足拖拉机跟踪田间作业路径的精度需求。

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。

Fourier积分的快速数值算法的误差分析

研究了用连续信号x（t）的采样数据计算Fourier积分的快速算法的误差分布，给出了误差估计，证明了误差具有局部性及周期性．

血清LH、IGF-ⅠSDS、IGF-bp3诊断女童快速进展型中枢性性早熟的价值研究

目的分析血清黄体生成素(LH)、胰岛素样生长因子Ⅰ标准差积分(IGF-ⅠSDS)及胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGF-bp3)在早期识别快速进展型中枢性性早熟(RP-CPP)和缓慢进展型中枢性性早熟(SP-CPP)患儿中的有效性,为临床进一步提高对女童RP-CPP的诊疗水平提供参考资料。方法回顾性分析2021年4月至2023年6月西安交通大学附属儿童医院收治的120例中枢性性早熟(CPP)女童患儿的临床资料,将其纳入研究组,按照线性生长或骨龄成熟加速等条件,将其分为RP-CPP组(71例),SP-CPP组(49例);纳入同期在院体检的青春期发育正常女童64例为对照组。比较不同人群LH、IGF-ⅠSDS及IGF-bp3水平的变化情况,采用多元Logistic回归分析影响儿童RP-CPP的相关危险因素,采用受试者工作特征(ROC)曲线评估LH、IGF-ⅠSDS及IGF-bp3预测RP-CPP的效能。结果研究组的LH、IGF-ⅠSDS、IGF-bp3及骨龄均明显高于对照组,经比较差异均有统计学意义(t值分别为26.256、47.930、20.390、14.008,P<0.05)。LH、IGF-ⅠSDS、IGF-bp3与骨龄均呈正相关(r值分别为0.435、0.502、0.397,P<0.05)。RP-CPP组的LH、IGF-ⅠSDS水平均明显高于SP-CPP组,经比较差异均有统计学意义(t值分别为7.867、33.943,P<0.05),但RP-CPP组与SP-CPP组的IGF-bp3水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。经多元Logistic回归分析显示,LH[OR(95%CI):1.962(1.172~3.285)]、IGF-ⅠSDS[OR(95%CI):1.707(1.142~2.552)]及IGF-bp3[OR(95%CI):2.314(1.221~4.384)]均是影响RP-CPP发生的危险因素(P<0.01)。经ROC曲线分析显示,LH、IGF-ⅠSDS及IGF-bp3单独预测RP-CPP的曲线下面积(AUC)从高到低依次为0.799、0.762、0.714,三者联合预测RP-CPP的AUC为0.864,其明显高于各指标单独预测的结果(P<0.001)。结论CPP女童的血清LH、IGF-ⅠSDS及IGF-bp3水平均存在异常,通过检测患儿的上述指标变化,可有效地预测病情的进展,LH、IGF-ⅠSDS及IGF-bp3水平较高者发生RP-CPP的风险相对较大。

卷积型Volterra积分微分方程的一种快速算法

卷积型Volterra积分微分方程是一类重要问题,广泛应用于生物学、经济学,本文研究了一种快速算法求解卷积型Volterra积分微分方程。该方法采用多步配置方法对卷积型Volterra积分微分方程进行离散,结合卷积核的特性,得到离散方程的线性系统由Toeplitz矩阵、对角矩阵和稀疏矩阵组合而成。考虑Toeplitz矩阵与向量的快速算法,设计系数矩阵与向量的快速计算格式。本文利用GMRES算法与快速计算格式结合,获得一种快速求解线性系统的改进算法,并通过实验验证改进算法的高效性。

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。

数学分析中一类积分不等式的简洁证明

从教学角度给出数学分析中一类典型积分不等式的证明及其最佳常数.与现有常规证明方法相比,该证明方法更为简洁,易于学生掌握与理解.

用于离轴积分腔输出光谱的非对称拟合算法设计

目的:研究离轴积分腔光谱技术(OA-ICOS)在实际应用中快速的激光扫描造成吸收谱线非对称,而传统的线型拟合函数无法满足,导致拟合误差大,测量精度低的问题。方法:介绍了一种基于OA-ICOS的非对称拟合算法用于拟合非对称吸收谱线,提升测量精度。该算法从OA-ICOS的原理出发分析导致谱线非对称的原因,并结合Voigt线型函数引入非对称特征,获得含非对称因子的谱线拟合函数。结果:在实验中,分别设置激光扫描频率为50 Hz、150 Hz、300 Hz时,利用Voigt拟合算法得到的吸收峰中心位置偏移量分别为4×10^(-3) cm^(-1)、4.8×10^(-3) cm^(-1)、6.2×10^(-3) cm^(-1),使用非对称拟合算法得到的吸收峰位置偏移仅分别为2.4×10^(-3) cm^(-1)、2.4×10^(-3) cm^(-1)、1.5×10^(-3) cm^(-1)左右。结论:在快速激光扫描频率下,该算法能够更准确地拟合非对称吸收光谱信号,从而提高了拟合精度。

基于快速傅里叶变换和积分图的快速相关匹配

为克服传统相关匹配算法计算复杂度过大的缺点,基于快速傅里叶变换和积分图提出了一种快速相关匹配算法.在不改变传统相关匹配计算结果的前提下,该算法通过对相关系数公式的分析和化简,用快速傅里叶变换计算模板图像和基准图像的相关,并采用积分图计算基准图像灰度值及其能量的窗口积分,使相关匹配计算量与模板图像大小近似无关,从而大大降低了计算复杂度.不同光照条件下图像匹配实验和复杂环境下目标跟踪实验结果表明,该算法具有很强的抗干扰能力,其执行效率比传统相关匹配提高1～2个数量级.

大规模动力系统改进的快速精细积分方法

提出一种针对大规模动力系统的改进的快速精细积分方法(FPIM)。以精细积分方法为基础,利用大规模动力系统矩阵的稀疏性和动力问题的物理特性,分析了矩阵指数的特殊结构,并基于此给出一种计算大规模动力系统矩阵指数及其动力响应的高效率方法。

方向行波波形积分式快速母线保护

为提高母线保护的动作速度,根据行波传输理论,提出一种行波波形积分式快速母线保护方法。当母线故障时,在所有出线上检测到的初始行波均来自于线路的背后,是正向行波;而某条出线发生故障时,在所有非故障线路上检测到的初始行波是正向行波,而故障线路上检测到的初始行波是反向行波。在故障后特定时间内对各条出线上的方向行波进行积分运算,根据正反向行波积分值的比值大小识别故障方向。综合分析所有出线的故障方向,可识别母线是否发生故障。利用PSCAD/EMTDC构建了500 k V母线模型,仿真结果表明:所提方法鲁棒性强、动作快速、可靠性高,其性能基本不受故障电阻、故障初始角、开关操作等的影响,有望应用于实际的电力工程中。

基于快速Fourier变换的可靠性分析方法

提出了一种用于非线性隐式功能函数可靠性分析的快速Fourier变换方法.首先利用高效多维数值积分方法或基于响应面法的卷积积分求解功能函数的分布函数的特征函数,也就是进行Fourier正变换;然后利用快速Fourier逆变换数值求解功能函数的概率密度函数,进而求得失效概率.给出的算例表明此法具有精度和计算效率较高的优点.

索末菲尔德积分新方法─—快速汉克尔变换

本文应用快速汉克尔变换（FHT）计算索末菲尔德积分．它通过输入函数与滤波系数在有限滤波长度下卷积求和快速准确地求得积分值，避免了贝塞尔函数计算和数值积分的繁琐运算，大大提高了计算效率和计算精度．

快速Fourier变换波动方程基准面校正方法研究

当地表起伏剧烈、近地表速度横向变化较大时,基于地表一致性假设的常规静校正方法存在着较大误差.波动方程基准面静校正方法能很好地解决起伏地表和复杂近地表结构问题,但计算量巨大,特别是三维波动方程基准面校正,适应横向任意速度变化、计算精度较高的有限差分或其混合的方法波动方程基准面校正涉及海量的计算和存储操作.为了提高波动方程基准面校正的计算效率,本文研究一类只用快速Fourier变换(FFT)实施波动方程基准面校正的方法,采用相移(PS)、分裂步(SSF)和一阶退化(DP1)三种具有相同算法结构、但不同计算效率、适应不同地表复杂程度的Fourier变换延拓算子.PS和SSF算子只适应于速度横向变化较弱的起伏地表;DP1通过在两个分裂步之间作波数域线性插值来实现波场延拓,将常规的SSF算法推广适应强速度横向变化介质和大角度传播波场.本文着重比较了基于这三种延拓算子的逐层延拓累加波动方程基准面校正方法对地表起伏和近地表速度横向变化的适应能力和计算效率,给出了一个相对定量的评估,以便针对不同的地表复杂程度合理选择合适的FFT波动方程基准面校正方法,既满足了精度又提高了计算效率.

基于积分图像的灰度分布标准化快速算法

在积分图像基础上提出和应用平方积分图像,实现了一种计算速度与图像窗口大小无关的快速灰度均值和方差算法。应用该算法,结合对灰度分布标准化近似计算公式的变换,实现了图像窗口灰度分布标准化的快速计算。实验证明,当需要对一幅图像的大量图像窗口进行灰度分布标准化时,这种算法对提高计算速度十分有效。

基于数值积分法灵敏度的快速切负荷算法

快速切除负荷是电力系统在故障后保持稳定的一种常用措施。作者以工程上普遍采用的发电机组最大相对摇摆角小于某一给定值为暂态稳定约束函数,然后基于数值积分法给出了暂态稳定约束函数相对于切负荷控制量的灵敏度计算公式,并在此基础上提出一种新的切负荷算法。由于求解1次所有控制量灵敏度的计算量只相当于计算2次暂态稳定,该算法能快速地计算出使系统保持稳定的切负荷量。此外,该算法还具有原理简单、不存在收敛性问题、控制效果好等特点。

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。