考虑输入时滞的舵机伺服系统自适应指令滤波输出反馈控制

针对舵机伺服系统运行过程中存在复杂非线性以及信号输入时滞、使系统的精度降低,严重时甚至造成系统失稳的问题,提出了一种考虑输入时滞的自适应指令滤波输出反馈控制策略。首先,将系统中存在的输入时滞考虑为控制器信号输入时滞,给出舵机伺服系统状态方程,选用梯度下降法设计时滞估计律对未知时滞进行估计;其次,将系统中存在的复杂非线性统一为扰动,选用扩展状态观测器(ESO)加以估计,将观测的系统状态值用于设计控制量实现输出反馈控制;然后,选用指令滤波将高阶求导过程转化为求积分,实现信号滤波以抑制微分噪声;最后,基于Lyapunov-Krasovskii泛函稳定性定理证明控制器实现系统有界稳定。仿真及实验表明,所提的控制方法与传统反步控制方法、自抗扰控制和比例微分积分(PID)控制方法相比,响应时间分别提升了92%、88%和51%,跟踪精度分别提升了90%、84%和26%。

基于多输入多输出模糊控制器的电液系统控制研究

电液系统的控制主要依靠控制阀来调节液压系统中的液压油流量和压力,以实现对液压缸的运动控制,电动液压系统(EHS)通常具有力和位置控制,为了将这些参数控制到所需值,经常使用多个PID控制器,它们对系统参数的变化很敏感。因此,本文提出了一种多输入多输出(MIMO)模糊控制器来控制这些变量。所提出的控制器具有四个输入和三个输出,所提出的控制器和EHS已应用于液压机。实验结果表明,与多个PID控制器相比,采用MIMO模糊控制器的力和位置混合控制具有更好的性能。拟议的EHS也比传统EHS节省更多的能源。因此,MIMO模糊控制器可以是EHS中控制多变量的替代方案。

考虑输出约束和输入饱和的弹仓自适应控制

针对存在参数不确定性和外部扰动的某链式回转弹仓的位置跟踪控制问题,提出一种自适应控制方案。该方案基于神经模糊系统(Neuro-Fuzzy System,NFS)、非线性扰动观测器(Nonlinear Disturbance Observer,NDO)及障碍Lyapunov函数(Barrier Lyapunov Function,BLF),在实现高精度控制的同时满足输出约束和输入饱和的工程条件。通过BLF的设计,保证弹仓的位移跟踪误差约束在给定范围内。结合神经网络的函数逼近能力和模糊逻辑系统的推理能力,用于估计系统中的不确定性,减小对模型的依赖;两者结合的NFS作为NDO的一部分,进一步补偿估计误差和外部扰动,提高控制性能。此外,控制器设计考虑了运动过程中的执行器输入饱和问题。仿真结果表明,所设计的控制器在3种典型工况以及系统参数变化情况下均可实现弹仓的高精度位置跟踪控制,满足系统的约束条件。

基于多输入多输出阵列的3D-FDA-SAR成像方法

针对频率分集阵列三维合成孔径雷达(3D-FDA-SAR)成像方法阵元数目多、阵元利用率低的问题,提出一种基于多输入多输出阵列的3D-FDA-SAR成像方法。将3D-FDA-SAR切航迹向的频率分集阵列改为多输入多输出频率分集阵列,多输入多输出频率分集阵列随运动平台运动,在沿航迹向形成综合孔径,结合切航迹向的实阵列,合成虚拟二维频率分集阵列平面,获得对目标的下视三维成像能力。首先建立多输入多输出3D-FDA-SAR成像模型与信号模型,利用多输入多输出技术,在发射端发送波形正交信号单频窄带信号,在接收端通过全频接收方式,接收所有发射阵元经目标反射后的回波信号,经正交匹配滤波器进行信号分离,获得不同收发通道的回波数据,再利用后向投影算法对回波数据进行成像处理,最终获得目标的三维成像结果。仿真结果表明,基于多输入多输出阵列的3D-FDA-SAR成像方法使用少量阵元,提高了阵元利用率,获得了对下视目标的三维成像能力。

双输入-单输出斜齿轮系统振动特性随非对称动力参数的演化规律

双输入-单输出斜齿轮系统是众多舰船动力推进装置的重要组成部分,由于非对称动力参数导致的系统非线性失稳现象不容忽视。本文在科学描述系统内部参数的基础上,通过系统分岔图、时域和频域曲线、相图、Poincaré截面等研究双输入-单输出斜齿轮系统的动力学行为,发现了丰富的非线性现象,研究过程揭示了系统的振动特性随非对称动力参数的演化规律。结果表明,增大系统的载荷比和载荷值,有利于减小系统的失稳区间,提高系统的运行稳定性。本文的研究对采用双输入-单输出齿轮结构作为传动装置推进系统的动力参数设计具有积极意义。

大规模多输入多输出系统的信道估计及性能

在大规模多输入多输出系统中应用深度学习进行信道估计的性能优于传统信道估计算法的性能,并且能有效地降低导频开销。因此,在配备低分辨率数模转换器的大规模多输入多输出系统中提出基于注意力机制的生成对抗性神经网络模型,用于提高信道估计性能。仿真结果表明,当使用少量导频时,对抗性神经网络模型能够获得比传统方法更为准确的信道状态信息,具有更强的鲁棒性。

船舶纵向运动多输入多输出不稳定系统的非线性反馈控制

为了提高多输入多输出(MIMO)不稳定系统控制器的鲁棒性与节能效果,以大连海事大学教学实习船“育鲲”轮在波浪上纵摇和升沉运动的数学模型为研究对象,将数学模型的分子分母具有不稳定零极点过程使用根轨迹成形技术以及引用数学工具加权矩阵将其根轨迹拉到左半平面.之后运用闭环增益成形算法设计控制器的思路,以成形后的模型用一阶闭环增益成形算法设计鲁棒控制器,再引入双极性S函数驱动的非线性反馈代替原有的误差线性反馈.从仿真结果可以看出,在模型产生摄动时,非线性反馈控制改进了升沉和纵摇,控制能量大幅减少,对模型干扰具有鲁棒性能.该方案求解过程简单,并且整个系统控制器与被控对象物理意义明确,设计所得的控制器阶次较低,且补充完善了MIMO不稳定系统的控制器设计方法.

基于输入输出和构型的民机系统典型SVN管理

SVN开发库是民用飞机研制全生命周期过程中用于数据、工作流、研制过程、对象/属性/版本等内容管理的常用手段,好的开发库建设与管理方案不仅可确保项目数据更改的贯彻执行、实现数据状态的有效跟踪,还可确保飞机系统设计数据库、团队管理数据库、各研制阶段输出数据库的有序建立和紧密关联,有效提高项目数据管理效率。通过分析民用飞机研制过程中原始设备制造商、系统供应商/一级供应商、次级供应商等各层级供应商的SVN库使用场景,提取SVN库在日常使用时常见的问题,并结合PDM、CQ等其他开发库的典型工作模式及管理方案,给出了一种基于项目输入输出情况和系统实际构型划分的民机系统典型SVN库建设、管理建议方案,并依托项目研制经验明确了SVN库建设与管理过程中需要重点关注的一些要点。

基于格基约减的水下成像光MIMO预编码研究

针对水下成像光MIMO系统子信道间相关性强的问题,提出一种基于格基约减最小均方误差预编码算法。通过将接收端的最小均方误差检测操作转化为发送端的预编码,解决了传统光MIMO线性检测算法对噪声的放大问题,并利用格基约减后正交性更好的信道矩阵求解预编码阵,降低了光MIMO系统子信道间的相关性。仿真结果表明,在误码率为10^(-4)数量级时,与传统光MIMO检测算法相比,采用格基约减预编码算法的系统获得了5 dB的信噪比增益。

区域生态经济系统的物质输入与输出分析——以常州市武进区为例

运用物质流分析(MFA)方法,对江苏省常州市武进区生态经济系统中物质输入与输出进行了系统的分析,结果表明:(1)随着社会经济发展和人口增长,武进区物质输入总量及人均物质输入量也在增加,但递增速率均远小于GDP增长速率,而物质输出总量及人均物质输出量则呈现递减趋势;(2)在不考虑水的因素情况下,武进区物质输入量保持较快的上升速度,其中固体物质的增长速率远远大于气体物质的增长速率;物质输出量则呈总体下降趋势,其中以气体物质输出量的贡献最大,对环境造成污染的物质以气体特别是以化石燃料燃烧排放的废气和工业废气为主;(3)排除占大部分比例农业用水的上升,工业用水、城镇生活用水和地下水总量及人均利用强度都在减少;同时,总的废水排放量及人均排放量在减少,其中又以生活废水排放量的减少最快,其次是工业废水;(4)单位GDP物质输入量的变化处于波动状态,同期的单位GDP物质输出量则呈递减趋势,单位GDP用水量和单位GDP废水排放量则有相同的递减趋势,表征了武进区资源利用效率的稳步提高,区域经济增长和环境压力也在逐步脱钩。上述结果体现了武进区近年来循环经济发展模式的优势,但还存在较多问题,说明武进区在调整物质利用强度和提高资源利用效率方面还需下更大的功夫,并采取相关措施,以期提高实施循环经济战略与建设节约型社会的地位和意义。文章最后结合研究区实际情况就区域环境-经济的协调发展进行了展望,指出了物质流分析方法在应用中的一些缺陷,为今后该领域的进一步研究提供了借鉴。

输出函数在单输入单输出非线性控制系统设计中的重要作用

深入研究了输出函数在非线性控制设计中的作用,指出输出函数在非线性控制设计中的一个重要功能是对闭环系统进行极点配置。并提出了一个对非线性控制系统具有一定普适性的输出函数形式。讨论了如何选择和确定该输出函数以及如何通过该输出函数来实现对系统闭环极点进行配置的方法。文中主要针对单输入单输出系统进行讨论,并以发电机励磁控制系统为例,给出应用实例。仿真结果表明按文中提出的观点选择输出函数,所设计的控制律能很好地协调发电机励磁控制系统各状态量的动、静态性能,不仅提高了发电机的动态稳定性,而且能准确地将发电机的端电压Uf 控制在其给定值上运行,不会因受扰而发生静态偏移。

多输入多输出阵列的机载前视雷达成像算法

机载前视成像有着很多潜在的应用,如在能见度很低的天气实现飞机的导航和盲降等.针对一种基于多输入多输出布阵的机载前视成像系统,通过结合调频变标算法和波束形成技术,推导出了适用于该机载前视成像雷达系统的成像算法,根据实际的飞行参数进行仿真实验.仿真结果表明:该算法可以对目标场景进行精确的成像;该系统与普通线阵前视合成孔径雷达相比,不仅避开了须求高重复脉冲周期的问题,也大大减少了天线阵列中使用的阵元数.

多输入多输出热工系统的辨识与建模研究

针对热工系统一般为多输入多输出的特性,介绍了多输入多输出辨识建模方法的基本原理,分析了将多输入多输出系统推导简化为多个多输入单输出系统的具体过程,在此基础上,研究了采用以独立伪随机信号为输入信号的多输入多输出系统的辨识试验方法及相应的辨识算法.利用上述辨识方法建立了某燃煤锅炉燃烧系统的动态数学模型,计算结果表明:该辨识建模方法对多输入多输出热工系统具有良好的建模效果.

多输入多输出系统的神经网络PID解耦控制器

基于神经网络的PID控制 ,提出了一种可用于有耦合的多输入多输出系统的比例、积分和微分参数在线自整定的神经网络PID解耦控制器 ,可以实现对多变量系统的解耦控制 ,仿真结果表明系统具有很好的动态及稳态性能 .

多输入多输出正弦振动试验控制系统算法研究及实现

根据多输入多输出系统的解耦补偿思想,设计了多输入多输出正弦振动试验控制系统的控制方案。应用乘法输出不确定性描述了系统模型误差,对控制算法的收敛性进行了理论分析并对其进行了仿真,检验了算法的可行性。以微型计算机为核心,基于VXI总线仪器,构建了试验控制系统。编写了测量与控制软件,实现了驱动信号发生、响应信号的采集和处理。在一悬臂梁上进行了两点正弦振动试验控制,结果表明,算法可以使控制点的响应信号快速、稳定地收敛于参考信号,验证了设计的多输入多输出正弦振动试验控制系统的有效性。

基于输入输出线性化的连续系统非线性模型预测控制

非线性约束预测控制关键是求得可行性优化解.输入输出反馈线性化是非线性控制一种常用的方法,其系统的初始线性输入约束转化成非线性基于状态的约束,因而无法采用常规的二次规划(QP)求解优化问题.针对连续状态空间模型系统,本文提出迭代二次规划方法来寻求非线性优化解.为了保证算法的收敛性,系统加入另外一种迭代算法来保证其在整个预测时域上能得到可行解.仿真控制结果表明了该方法的有效性.

基于单元输入输出模型控制系统故障树自动建造的一种方法

在已有控制系统故障树的自动建造方法的基础上，提出一种基于单元输入输出模型的自动建树方法．通过对系统组成单元的故障模型和输入输出变量间偏差的传输增益分析，建立单元输入输出模型，并建立了相应的数据库，对数据库搜索建立故障树．给出了一种自动识别控制环的算法．本文给出的故障树建造方法，不仅能较好地解决复杂控制系统的建树的开放性和可移植性，而且自动化程度较高．

一种多输入多输出变换域通信系统的设计与仿真

传统的变换域通信系统TDCS(Transform Domain Communication System)在获得强抗干扰能力的同时,存在传输有效性差的问题,这已成为制约其广泛应用的技术瓶颈。通过引入多输入多输出MIMO(Multiple-input Multiple-output)技术改进收发端天线,提出了一种多输入多输出变换域通信系统(MIMO-TDCS)。对其基本原理和收发信机模型作了简要介绍,并进行了信道容量的分析和仿真,结果表明,MIMO-TDCS是一种兼具传输有效性和可靠性的通信手段。

子空间法单输入多输出系统混合相位地震子波提取

针对高阶统计量混合相位地震子波提取方法要求地层反射系数是非高斯白噪声,并且子波提取速度较慢的缺陷,提出子空间法单输入多输出系统(SIMO)混合相位地震子波提取方法,即基于信号和噪声子空间正交的原理,建立二次型的目标函数,通过对目标函数进行优化就可以提取出混合相位的地震子波,它不需要对地层反射系数做任何假设,因此完全不同于高阶统计量地震子波提取。模型试验和实际应用结果表明,子空间法SIMO系统混合相位子波提取速度快且准确度高,非常适合于无井和井资料不可靠地区的地震子波提取,具有广阔的应用前景。

基于逆系统分析法的多输入-多输出系统动态载荷的优化估计

本文提出了一种多输入 -多输出系统动态载荷的优化估计方法。该方法可以使估计的总体均方误差最小。首先 ,采用逆系统分析方法建立误差估计方程 ;其次 ,利用非因果维纳滤波理论导出了动态载荷的优化估计器。数字仿真结果表明 ,该方法在抑制测量噪声对估计精度的影响方面具有良好的效果。与传统方法估计结果的对比分析表明 ,所提出的方法更为有效和实用。