非线性比例边界有限元在面板坝分析中的应用

面板坝结构尺寸相差悬殊,高效的精细化分析手段是面板坝抗震研究的重要工具。结合非线性比例边界多边形单元法和高效的四分树离散技术,进行了面板坝高效精细化分析应用研究。采用比例边界多边形单元法和传统有限元法,对相同面板坝模型进行静动力及永久变形分析;结合四分树离散技术,进行了典型面板坝结构的高效跨尺度精细化分析应用。结果表明:计算结果分布合理,两种方法吻合度高,比例边界多边形有限元可与传统有限元一样便捷地进行大坝全过程数值分析计算;比例边界有限元可与传统有限元不能直接求解的四分树技术实现无缝耦合,进行高效的跨尺度精细化分析应用,且可快速完成分析模型重建,大幅改善了分析效率,可为结构局部损伤演化、渐进破坏研究提供技术支撑。

直驱型永磁同步风力发电机混沌运动的非线性比例控制

根据直驱型永磁同步风力发电机(DPMSG)的数学模型,通过仿射变换和时间尺度变换,将转子磁场定向坐标系下的永磁同步发电机模型变换成一种简单的无量纲数学模型。验证系统在某些参数条件下会出现混沌运动,提出直驱型永磁同步发电机混沌运动的非线性比例控制方法。该方法以直轴和交轴电压为控制变量,通过发电机状态的非线性反馈,将直轴和交轴电流方程中的耦合项解耦,并使直轴和交轴电流可以跟踪设定值。该控制方法可以根据实际要求设置唯一稳定的平衡点。仿真结果表明了理论分析的正确性和有效性,为DPMSG风力发电系统的混沌控制提供了有效的控制方法。

非线性比例积分微分神经网络控制的康复设备(英文)

介绍一种针对脑卒中患者的运动康复训练仪,采用直线运动模式和圆周运动模式作为训练轨迹,按照预先设定的轨迹运动帮助患者达到神经康复的目的。康复训练仪采用气动人工肌肉作为运动驱动器,气动人工肌肉具有重量轻、出力大、柔性好、使用安全方便、能源方便清洁等特点,适于在康复医疗仪器中使用。由于气体的可压缩性、气动人工肌肉的非线性、以及关节内部固有滞环等原因的存在,使得气动人工肌肉驱动关节位置控制精度差及响应时间比较慢,从而直接影响整个关节的轨迹规划问题。因此采用比例积分微分神经网络控制器对气动人工肌肉进行位置控制。

非线性比例延迟微分方程线性θ-方法的渐近稳定性

线性比例延迟微分方程数值方法的稳定性研究已有众多结果,而非线性情形的研究结果较少。应用变步长的线性θ -方法于非线性比例延迟微分方程,获得了其渐近稳定的条件。

一般双线性比例-微分变结构系统的控制及其稳定性

研究了一般多输入双线性系统的比例一微分变结构控制，引入排序截尾算子Ωn使控制与状态变量中前m个绝对值较大的分量及其导数成比例，实现用m个控制量对周m≤n）个被控童的控制。得出了这类系统的稳定性条件。给出了这种控制策略的结构图。

不确定纯反馈系统非线性比例反演控制

针对一类不确定非仿射纯反馈系统,结合反演法、Nussbaum函数和非线性比例控制器,提出了一种新的控制器设计方案。该方案基于双性能函数设计非线性函数以构建非线性比例控制器,同时在反演设计中的每一步引入Nussbaum函数以满足系统结构和参数未知、控制方向未知、初始状态未知及预设性能控制的需求。所设计的控制器结构极为简单,在线调整的参数个数极少。最后,基于Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统所有信号一致有界。仿真结果验证了所设计控制方案的可行性与有效性。

三维非线性比例微分与小脑模型神经网络复合控制的变柔性负载电液力控制系统

分析电液力控制系统的数学模型,提出新的三维非线性比例微分(Proportional differential,PD)与小脑模型神经网络(Cerebellar model articulation controller,CMAC)复合控制的方法用于变柔性负载电液力控制系统。三维非线性PD对系统参数变化不敏感,使系统在负载刚度大范围变化时保持稳定;CMAC前馈控制的加入,利用其非线性逼近能力,减小了系统的跟踪相位差。对三维非线性PD与CMAC复合控制的电液力控制系统的仿真和试验结果表明,将二者结合,可有效用于时变柔性负载电液力的控制,同时该方法具有运算量小、便于在工程实践中应用的优点。

平衡系统的非线性比例控制性能研究

机构平衡系统存在严重非线性,常规线性比例控制效果不理想。用数字仿真方法比较三种非线性比例控制器对系统的响应性能。结果表明,这些非线性比例控制的误差性能参数差别不大,但下凹形式的非线性比例控制的误差平方和最小,即其准确度最好。该方法可以为非线性平衡系统简单建模与分析的可行性提供依据。

一类非线性比例积分控制规律的研究

本文提出一类非线性比例积分控制规律，理论分析和应用结果表明，它能显著改善控制系统的静态和动态性能。

静止无功补偿装置最优非线性比例积分电压控制方法

现有最优非线性比例积分电压控制方法电压畸变程度高、超调明显,因此研究静止无功补偿装置最优非线性比例积分电压控制方法。划分电网的无功负荷分布状态,确定静止无功补偿装置补偿位置,计算无功补偿后的网损消耗值,获得无功补偿容量。按照补偿容量大小进行权重分配,得到最终补偿的总容量。运用文化粒子群优化(Cultural Partical Swarm Optimization,CPSO)算法计算不同粒子的目标函数值,获得寻优结果。设置装置控制的反应时间,防止超调。对不同负荷状态中投入静止无功补偿装置改变信息增益,精准控制跟踪变量,从而完成负荷补偿控制。实验结果表明,在时间间隔相同时,实验组的电压不发生畸变,波形比较平滑,无明显超调,动态控制较为良好,提升了静止无功补偿装置投入后的稳定性能。

基于非线性自适应比例因子的雪豹优化算法

针对雪豹优化算法在求解复杂优化问题时,存在全局勘探能力不足、寻优精度低等问题,提出一种改进的雪豹优化算法。首先,基于分段Logistic混沌映射初始化从而提高初始种群多样性;其次,引入非线性比例因子用于平衡算法的全局勘探能力和局部开发能力;然后,提出了一种差分变异策略,在第一次种群更新位置后,使用5个随机个体提高全局搜索能力和算法收敛能力,在第二次种群更新位置后,使用3个随机个体保证在求解过程的中后期也具有一定的全局勘探能力,尽可能避免陷入局部最优。通过在IEEE CEC2022基准函数测试集上测试,并与其他算法进行比较,结果表明所提出的算法在种群质量、求解精度以及算法稳定性上均有较大提升。最后将所提出的算法应用于工程优化,计算结果进一步证实了算法的强优化能力。

MIMO纯反馈受限系统无模型非线性比例反演控制

针对模型未知的MIMO纯反馈系统,提出一种新的控制设计方案.该方案基于预设性能控制思想设计非线性比例控制器,并将其引入反演设计的每一步,以构建非线性比例反演控制器,并融合考虑了模型未知、状态受限、输入受限以及预设性能的需求,且无需引入任何逼近理论和自适应控制等技术即可保证系统具有良好的抗扰性和鲁棒自适应性,控制器结构极为简单.最后,基于Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统所有信号一致有界,仿真结果验证了所提出设计方案的可行性和有效性.

非线性离散随机时变系统比例微分滤波

扩展卡尔曼滤波 (EKF)是从极小化状态估计误差的方差得到的 ,没有考虑状态误差的变化率 ,因而对非线性时变系统EKF估计方法惯性作用较大 ,从而产生估计滞后。提出了非线性离散随机系统比例微分滤波 (PDF) ,PDF联合考虑极小化状态估计误差方差和状态误差变化率的方差 ,克服了EKF对非线性时变系统估计滞后的缺点 ,估计具有适时性 ,提高了估计的精度。仿真例子证明了所提出的估计方法的有效性。。

多边形比例边界有限元非线性高效分析方法

比例边界有限元法作为一种高精度的半解析数值求解方法,特别适合于求解无限域与应力奇异性等问题,多边形比例边界单元在模拟裂纹扩展过程、处理局部网格重剖分等方面相较于有限单元法具有明显优势。目前,比例边界有限元法更多关注的是线弹性问题的求解,而非线性比例边界单元的研究则处于起步阶段。该文将高效的隔离非线性有限元法用于比例边界单元的非线性分析,提出了一种高效的隔离非线性比例边界有限元法。该方法认为每个边界线单元覆盖的区域为相互独立的扇形子单元,其形函数以及应变-位移矩阵可通过半解析的弹性解获得;每个扇形区的非线性应变场通过设置非线性应变插值点来表达,引入非线性本构关系即可实现多边形比例边界单元高效非线性分析。多边形比例边界单元的刚度通过集成每个扇形子单元的刚度获取,扇形子单元的刚度可采用高斯积分方案进行求解,其精度保持不变。由于引入了较多的非线性应变插值点,舒尔补矩阵维数较大,该文采用Woodbury近似法对隔离非线性比例边界单元的控制方程进行求解。该方法对大规模非线性问题的计算具有较高的计算效率,数值算例验证了算法的正确性以及高效性,将该方法进行推广,对实际工程分析具有重要意义。

非比例阻尼线性体系平稳随机地震响应计算的虚拟激励法

应用复振型分解方法,将非比例阻尼线性体系在地震作用下的动力方程求解问题转化为若干个广义复振子的求解与叠加问题。通过假定地震地面运动为一零均值的平稳随机激励,应用虚拟激励法原理,推导得到了广义复振子动力坐标的解析计算公式,进而得到了以复振型为基础的非比例阻尼线性体系随机地震响应计算的一般实数解析解答。算例证实了这种方法的可靠性及高效率。

参数已知下比例函数线性模型的平均估计

讨论参数已知下比例函数系数模型的平均估计,使用局部线性方法得到了初始估计,在此基础上用平均方法定义平均估计,进一步研究了平均估计的渐近正态性.

非线性PD型比例导引鲁棒性研究

为研究存在视线角速度测量噪声时非线性比例微分(PD)型比例制导方案的鲁棒性,以近距大离轴角发射和目标大机动为拦截条件,对四种视线角速度测量噪声方差进行蒙特卡罗仿真模拟。结果表明,非线性PD型比例制导方案抗视线角速度测量噪声的鲁棒性强,对机动目标拦截制导精度高,是一种具工程应用价值的高精度末制导方案。

用虚拟激励法求解非比例阻尼线性体系的非平稳随机地震响应

应用复振型分解方法,将非比例阻尼线性体系在地震作用下的动力方程求解问题转化为若干个广义复振子的求解与叠加问题。通过假定地震地面运动为一零均值的非平稳随机激励,应用虚拟激励法原理,推导得到了广义复振子动力坐标计算的一般公式,进而得到了非比例阻尼线性体系非平稳随机地震响应计算的一般解答。由于可以选择少量共轭复振型的影响进行计算,对于大型复杂非比例阻尼结构,其随机地震响应计算工作量可以大幅度减小。算例证实了这种方法的可靠性及可行性。

参数已知下比例函数线性模型的积分估计

研究比例函数系数模型的积分估计,首先用局部线性方法得到了初始估计,在此基础上用积分方法定义积分估计,进一步研究了积分估计的渐近正态性.

参数已知下比例函数系数线性模型的局部多项式估计

比例函数系数模型在统计中有很广泛的应用,文中对该模型使用局部多项式方法进行估计,给出了函数系数的估计及其渐近正态性。