基于离散模型的二维水波实时动态模拟方法

从小振幅二维水波的偏微分运动方程出发,通过建立水面模型的离散点栅格结构,从时间和空间两个方面对连续的水波运动过程进行离散化处理,推导出水波微分方程的差分逼近系统,得出在任意离散时刻的水波曲面上,任一采样点处的垂直偏移与法矢量的迭代计算方法,以及保证离散系统迭代计算具有稳定性的系统参数约束条件。试算结果表明,在计算机图形硬件支持下,离散模型系统可以对点振源和线振源引起的水波进行实时真实感动态绘制。该算法可用于三维水环境模拟、动态水面仿真等领域。

带衰减观测多速率连续系统的分布式融合估计

针对多速率连续系统,考虑不同传感器多速率采样和数据传输过程中造成的衰减观测现象,本文提出了多传感器的状态融合估计算法。将连续系统在状态估计更新时刻进行离散化,进而采用提升技术,通过状态增广,建立观测采样点的状态空间模型。利用射影理论,基于建立的观测采样点的状态空间模型,提出单传感器局部最优状态估值器。采用按矩阵加权分布式次优融合估计算法,提出多传感器融合估值器。对车辆悬挂系统和飞行器发动机系统算例进行仿真分析,验证所提估计算法的有效性。

基于系统约束的重型汽车动力学建模及分析

针对传统方法建立汽车整车动力学模型中存在的过程复杂、约束难以确定等问题,以重型汽车整车为对象,应用Udwadia-Kalaba理论提出了一种基于系统约束的离散化模型,并进行了动力学分析。该模型考虑了汽车在正常行驶过程中路面对4个轮胎的真实激励情况,重点研究了整车z向的动态特性。通过MATLAB仿真得到空载和D级路面激励情况下的振动特性,并将该模型与传统方法建立的模型进行比较,验证了模型的正确性,同时分析了车身关键位置及驾驶员位置动态特性曲线。

二维自治系统的散射性与散射控制

首先给出了非线性自治系统离散线性化的理论基础;然后给出了二维自治系统在平衡点处散射的一个等价刻画,利用此等价刻画证明了所有的鞍点都是散射点;最后利用线性反馈的方法对二维自治系统进行了散射控制,并通过计算机仿真验证了此控制方法的有效性.

四辊轧机辊型曲线的理论计算

以板形良好为目标，运用影响函数法来设计轧辊的原始辊型。与现场使用的辊型曲线相对照，该理论方法能给出较理想的计算结果。

可控度及其在六旋翼飞行器中的应用

系统的可控度在某种程度上反映了系统控制的难易程度。可控度的概念是对可控性概念的推广,将可控性的二值概念拓展到一个连续的标量概念。可控度目前没有一个统一的定义,学者们从不同的角度提出了不同的定义。本文对Viswanathan等人提出的可控度定义进行了改进。将原定义的控制输入约束由[-1,1]的对称区间拓展到[a,b]非对称区间,并给出了基于系统离散化的可控度计算方法。最后运用该理论对不同结构布局的六旋翼飞行器姿态可控度进行了比较,并分析了当六旋翼飞行器有一个和两个旋翼停机时的姿态可控度。

基于扩展卡尔曼滤波的动量轮故障检测方法

动量轮作为卫星姿态控制系统的关键执行部件,对其故障检测对维持卫星的正常运行具有重要意义。首先对动量轮系统的故障进行分析,在建立动量轮线性离散状态空间模型的基础上,把动量轮的故障检测作为时变参数系统的跟踪来处理,将动量轮的模型参数作为扩展的状态空间中的状态量,使得动量轮物理模型参数与状态空间中的状态量有对应关系,通过在扩展了的状态空间上采用扩展的卡尔曼滤波,完成时变参数的跟踪。然后,将离散空间的状态量变换回连续空间中,利用物理参数与状态量的对应关系,实现对动量轮物理参数的跟踪。此方法物理意义明确,为系统的物理参数提供了定量的估计值,为进一步诊断故障原因提供了良好的基础。数值仿真表明,此方法能够通过同时检测多个故障参量,实现故障的检测并满足卫星实时性要求。