应用模型线性化和最小二乘估计的导引头指向精度标定

为了减小和消除平台框架的加工、装配误差,传感器误差等对双摆框架导引头指向精度的影响,提出了应用模型线性化方法和分步最小二乘估计的指向误差标定方法。根据双摆框导引头的运动学特性,同时考虑影响指向精度的各误差项,建立了系统运动学方程。然后,重新构造运动学方程,建立了由表示控制输入指向的矢量到实际指向矢量的线性化模型。最后,根据分步求解的思路,采用最小二乘法获得了由表示控制输入指向的矢量到实测指向矢量的映射矩阵,实现了指向误差的标定。实验结果显示:标定后偏航角与俯仰角误差均值分别由原来的92.63″和75.94″减小至2.86″和2.85″,标准差也分别由原来的95.01″和77.44″减小至11.11″和11.15″。结果表明:该标定算法在视轴工作空间中具有较高的精度和良好的稳定性,且方便易行,可广泛应用于各类光电设备的指向误差标定。

模型线性化方法在飞机着陆滑跑过程中的应用研究

针对目前许多复杂系统通过Simulink建立的模型大都是非线性、时变的,而大多数的控制系统的设计与分析都是建立在线性时不变模型的基础上的这一现象,提出了一种基于模型的线性化方法;它的原理是将模型分成若干个小模型进行线性化,该方法无需解算复杂的微分方程,只需根据模型就可以完成线性化的工作,而且实现简单,易于操作,以飞机着陆滑跑为例,线性化结果表明该方法是有效可行的。

非线性回归模型线性化后的参数估计精度问题

根据LS估计理论,对非线性回归模型线性化后参数估计精度存在的问题进行了分析,通过变量变换对线性化模型随机误差的方差进行了修正,建立了新参数估计模型.新参数估计模型满足Gauss-Markov假定,保持了LS估计的优良性质.

基于线性化模型组的无人直升机半物理实时仿真技术研究

针对无人直升机非线性动力学模型的建模难度大、置信度低及不利于进行系统仿真验证问题展开研究。首先介绍了无人直升机的线性化模型组并围绕其开展非线性模型线性化处理研究;接着阐述基于线性化模型组的实时仿真算法及计算流程;最后设计了基于线性化模型组的半物理仿真环境,完成实时仿真软件、仿真监控软件及FlightGear通信设计并通过仿真验证。结果表明,基于线性化模型组半物理实时仿真系统能够很好地满足工程需求,达到了预期的研究目标。

线性化模型下二阶逆变器的混沌控制

针对线性化模型下二阶逆变器发生的非线性分岔与混沌行为,加入控制手段增加稳定域与抗扰性。首先构建了二阶逆变器的系数线性化迭代模型,运用分岔图、折叠图再现了其产生的混沌行为,并寻求系统的Jacobian矩阵和平衡点。然后加入延时反馈控制,并基于朱里判据给出了控制参数的限定条件。最后为说明所加入混沌控制方法的优越性,开展了数值仿真模拟实验。结果表明,延时反馈控制使系统比例参数K的分岔值从0.573后移至0.973,且当直流源输入侧电压突变时,系统仍保持在稳定运行状态。表明施加延时反馈控制后,二阶逆变器运行的稳定域增加且整体的抗扰性增强。

基于改进型直流潮流算法的主动配电网分布式电源规划模型及其线性化方法

以分布式电源(distributed generation,DG)运营商净收益最大为优化目标,建立多场景多时段耦合的主动配电网分布式电源规划模型。首先针对传统分布式电源规划求解方法的不足,提出一种计及电压和无功功率的改进型直流潮流模型,实现支路潮流方程中电压幅值与相角的解耦,并基于此建立了考虑储能系统和多种主动管理(activemanagement,AM)措施协调优化的分布式电源规划模型。其次,在保证模型精度和系统运行物理意义的前提下,引入网损因子法、圆形约束线性化法、McCormick凸包络线法、辅助变量等方法,将原始模型转换为混合整数线性优化模型。最后,提出了一种基于热启动(warm start)的迭代求解流程以保证模型精度。以江苏省某市经济开发区的15节点系统为测试算例,调用GAMS-MOSEK求解器对规划模型进行求解,验证了模型及算法的有效性。

基于分段线性化模型的冷连轧机PID解耦控制

针对冷连轧机采用基于工作点的线性化模型进行动态规格变换控制时系统误差和张力波动较大的问题,提出了一种基于递推分段线性化模型的PID解耦控制方案。通过对五机架冷连轧机进行动态规格变换仿真表明,该方案可保证系统的控制精度,满足动态规格变换的控制要求。

汽车液压阻尼器的四段线性化模型

通过对现有某车用液压阻尼器的实验研究和车辆悬架系统动力学仿真研究 ,发现这种阻尼器的动力学特性存在复杂的非线性行为。为准确描述这类阻尼器的动力学特性和进行汽车悬架系统的动力学仿真研究 ,本文根据阻尼器的实验数据 ,提出一种新型四段线性化阻尼器模型 ,并建立其相应的数学模型。通过汽车悬架系统的动力学仿真研究表明 ,采用四段线性化阻尼器模型 ,汽车悬架系统簧载质量在不同路面不平度函数作用下的加速度响应和均方根加速度响应随频率变化不会出现大的波动。与等效线性化阻尼器模型相比 ,四段线性化阻尼器模型 ,能较好降低汽车悬架系统簧载质量的加速度响应和均方根加速度响应 ,有利于提高汽车乘坐舒适性和行驶稳定性 。

热启动环境下含统一潮流控制器的线性化最优潮流模型

统一潮流控制器能够快速、灵活地改变线路的电气量,从而改善电力系统的稳定性、可靠性和经济性,但是该装置的引入给电力系统潮流计算和优化调度分析增加了难度。直流最优潮流模型的提出,简化了大系统分析的复杂性,因其计算速度快而具有较好的实时性,但计算结果精度低,且缺失节点电压幅值和线路无功功率2个重要电气量。为此,建立了一种新型的线性化最优潮流模型,并提出了线性化的统一潮流控制器嵌入式稳态模型,然后在热启动环境下使用简化原-对偶内点法对含统一潮流控制器的线性化最优潮流模型进行求解。对江苏南京78节点等值系统的实际数据进行测试,结果表明所建模型保留了线性化模型的高效性,计算结果具有较高的精度,且能够求解出比直流最优潮流模型更加完备的潮流信息。

带附加气室空气弹簧动刚度的线性化模型研究

基于工程热力学和空气动力学理论分别建立了带附加气室空气弹簧系统各元部件的状态方程和动力学方程,为了简化复杂的非线性模型,根据泰勒级数理论,利用小偏差线性化的方法在小振幅的条件下对各方程进行了线性化处理,并推导出了带附加气室空气弹簧动刚度的线性化模型。为了验证线性化模型的精度和分析各参变量对弹簧动刚度的影响关系,以美国Firestone公司生产的1T15M-2型膜式空气弹簧作为计算对象,分别利用空气弹簧动刚度的非线性和线性化模型计算了弹簧动刚度与各因素之间的动态变化关系,计算结果表明空气弹簧内压、节流孔有效面积、弹簧振动频率以及附加气室容积等因素均会影响弹簧动刚度;动刚度的线性化与非线性模型在各因素影响下的变化曲线基本吻合。

基于线性化参数模型的三轴磁场传感器校准方法

针对三轴磁场传感器零偏误差、刻度因子不一致性误差和非正交误差等,建立了磁场传感器的三个敏感轴与参考正交坐标系的转换矩阵;基于标量校准思想,推导了传感器三轴测量值与磁场标量值之间的线性化参数模型;根据最小二乘原理,进行传感器模型参数辨识。选取两款三轴磁通门磁力仪进行了误差校准实验研究,校准后,传感器的测量误差可以降低一个数量级。在实验过程中,不需要高精度的实验设备,在稳定地磁场环境下即可进行。实验研究表明,此方法是一种方便易行、精度较高的传感器校准方法。

基于分布参数线性化模型的分级燃烧循环液体火箭发动机频率特性计算

采用一维分布参数模型描述发动机的管路系统 ,将发动机各部件和管路的线性化模型表示为联系输入输出参数的传输矩阵形式。根据发动机各部件的连接关系 ,将发动机系统划分为若干模块 ,用矩阵变换的方法求得发动机各模块的传输矩阵 ,构成发动机系统方程组 ,用数值求解的方法计算了某分级燃烧循环液氧

某型涡扇发动机分段线性化模型的建立

基于某型涡轮风扇发动机非线性动态模型,建立并实现了该发动机的分段线性化模型。介绍了拟合法建立涡轮风扇发动机线性状态空间模型的建模方法,并以发动机高压转子转速为参考参数选取发动机的稳态工作点,分别求取了这些工作点处的线性状态空间模型。以这些线性状态空间模型为基础,在S imu link仿真平台下,采用S-function模块建立了分段线性化发动机模型,并实时地对模型进行求解,得到所需要的高低压转子转速、涡轮落压比以及燃烧室温度等发动机参数。分段线性化模型与非线性模型的仿真结果比较表明此种建模方法输出精度高,能够很好的反映该型发动机的特性。

基于准线性化模型设计导弹H_∞增益调度自动驾驶仪

实现针对系统快变量攻角的自适应参数调节是导弹鲁棒增益调度自动驾驶仪设计的一个难点.为解决此问题,提出采用由状态替换方法建立的导弹准线性化模型作为设计模型,基于线性参数时变(LPV)/μ控制技术构造自动驾驶仪设计结构,并通过D-K-D迭代算法设计导弹H∞增益调度自动驾驶仪.所设计的自动驾驶仪不仅能够实现对马赫数和高度两个系统慢变量的自适应参数调节,还能实现对系统快变量攻角的自适应参数调节.非线性仿真结果验证了所提出方法的有效性。

基于直观线性化模型的同步发电机电磁力矩解析

含阻尼绕组同步发电机电磁力矩系数的传统算式忽略直轴阻尼绕组与励磁绕组的互感,且不考虑自动励磁调节(AVR)的作用。为提高电磁力矩系数计算的准确性,细化关于AVR和阻尼绕组对机组稳定性影响的认识,基于计及阻尼绕组作用的c1-c12模型,采用微振荡法建立了计及AVR以及直轴阻尼绕组与励磁绕组互感的同步发电机电磁力矩系数表达式。基于这些表达式,按是否与AVR有关,将电磁力矩划分为固有分量和受控分量,对交、直轴阻尼绕组,励磁调节主通道等对机组同步能力特别是阻尼能力的影响以及低频振荡的机理进行了详细分析。分析表明,AVR总是削弱机组阻尼;在AVR作用下,交轴阻尼绕组的阻尼作用得到增强,而直轴阻尼绕组反而可能提供负阻尼;外部电抗和有功负载的增大导致固有阻尼能力下降;AVR削弱阻尼的强度不仅与其增益有关,而且随着固有阻尼能力的下降而增强。根据c1-c12模型与Phillips-Heffronk1-k6模型下阻尼力矩系数之差,给出了k1-k6模型等效阻尼系数算式。

基于线性化模型的含FACTS装置的电力系统相对增益矩阵求解及应用

利用相对增益矩阵(RGA)方法可定量分析FACTS控制器之间的交互影响,但随着电网密度和复杂程度的加剧,利用Phillips-Heffron模型进行RGA分析计算变得非常复杂。建立了新的含SVC和STATCOM的多机电力系统线性化模型,将其与Phillips-Heffron模型进行对比并指出线性化模型的优点。利用此模型推导出系统的传递函数,可以简化求解RGA矩阵的过程。为验证此模型的效果,以静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)作为研究对象,通过建立的线性化模型和RGA分析,找出两台SVC之间、SVC和STATCOM之间的负交互影响与电气距离的关系,并利用时域仿真法验证了此交互影响分析结果的正确性。

线性化模型在压水堆堆芯系统稳定性分析中的应用

对压水堆堆芯系统动力学的非线性模型进行微小摄动下的线性化处理,得到了线性时不变系统模型。对该模型进行了仿真实验验证,表明该模型在小扰动情况下能够很好地近似非线性系统。基于李雅普诺夫第一方法,利用该模型对压水堆堆芯系统进行稳定性分析,得到了令人满意的结果。

双馈感应发电机的线性化动态模型及运行特性分析

对建立在定子旋转磁场坐标系中,以转子绕组励磁电压为控制变量的双馈感应发电机的3阶动态模型进行了线性化处理,得到了适用于小干扰稳定分析的双馈感应发电机状态方程和相应的传递函数。进而利用开环传递函数和根轨迹方法分析了发电机运行点与发电机动态品质的关系,并利用MATLAB软件对双馈感应发电机的控制变量在发生幅值不同的扰动变化时的动态响应做了对比仿真。该仿真分析将有利于了解双馈感应发电机的运行特性及掌握它的控制特性。文中提出的双馈感应发电机线性化模 型适用于变速恒频双馈风力发电系统的相关研究。

压水堆堆芯系统线性化模型在最优控制中的应用

基于微小摄动理论,对压水堆堆芯系统的非线性模型进行线性化处理,得到了线性时不变系统模型。利用该模型进行线性二次型高斯(LQG:Linear Quadratic Gaussian)最优控制器设计,并进行了控制系统仿真。结果表明,利用线性化模型对压水堆堆芯系统进行控制系统设计的方法是可行的。

调水工程明渠水力控制线性化数学模型

分析了调水工程水力控制的现状和发展趋势,结合现代控制理论,把圣维南方程线性化,并给出了明渠水力控制的状态空间模型。通过实例,把线性化数学模型计算结果,同传统非线性算法结果进行比较。研究表明在小波动瞬变流条件下,新的线性化数学模型可以比较准确地描述明渠系统的动态特性。