Jacobi多项式解变分数阶非线性微积分方程

为求解一类变分数阶非线性微积分方程,提出了一种求解该类方程数值解的方法.该方法主要利用移位的Jacobi多项式将方程中的函数逼近,再结合Captuo类型的变分数阶微积分定义,推导出移位Jacobi多项式的微积分算子矩阵,将最初的方程转化为矩阵相乘的形式,然后通过离散变量,将原方程转化为一系列非线性方程组.通过解该非线性方程组得到移位Jacobi多项式的系数,进而可得原方程的数值解.最后,通过数值算例的精确解和数值解的绝对误差验证了该方法的高精度性和有效性.

关于RLW方程的初始值和周期边界值问题的精细时程积分法

对于RLW方程初始值与周期边界值问题,提出局部截断误差阶为O(△x4)的精细时程积分法.由于这种方法是半解析方法,在时间域上可以精确计算,所以本方法不仅精确度高,而且还绝对稳定.数值算例进一步表明,精细积分法对大的时间步长(例如△t=10)和长时间计算(例如1万步)均有效,因此是一种很实用的方法.

重积分的一种数值方法

本文给出了求重积分的一种数值方法．该方法是将不含导数项的修正复化梯形公式应用到求重积分的乘积型公式中，并给出了数值结果，与其它几种方法做了比较．

露天矿用高台阶电缆安全收放装置的偏差耦合控制研究

为了优化露天矿用高台阶电缆安全收放装置在受干扰环境下内部电机组的协同性和工作精度,提出一种矿用高台阶电缆安全收放装置的三电机偏差耦合控制方式。首先,构建基于人群搜索算法(SOA)的PI控制器参数整定模型,以时间乘绝对误差积分(ITAE)作为目标函数,然后,通过Schaffer等3个测试函数与多种算法对比,最后,利用Matlab/Simulink搭建3台永磁同步电机仿真模型,并通过算法对参数进行优化。结果表明:SOA算法优化的三电机偏差耦合方法控制的电机组转速可以快速达到设定值,且具有良好的稳定性,而且施加干扰后,电动机组也仍具有良好的跟随性和抗干扰能力。此外,文中方法还具有收敛速度快、误差更低的优点,可为露天矿用高台阶电缆安全收放装置的设计和优化提供有力支持。

新型高超声速飞行器耦合姿态控制系统设计

针对具有强耦合和强不确定性特点的高超声速飞行器控制问题,提出一种考虑耦合特性的新型鲁棒姿态控制律。首先,建立高超声速飞行器的姿态动力学方程,并基于反步法思想转化为误差动态模型;然后结合干扰观测器提出基于耦合特性的飞行器鲁棒控制方法,并设计滑模补偿项保证姿态角渐近收敛到跟踪指令;最后基于绝对误差积分(IAE)指标从理论上证明本文方法相对于未考虑耦合特性的方法具有更好的动态性能。本文提出的控制方法不仅保证系统渐近稳定性和强鲁棒性,而且将耦合特性考虑进控制器设计中,进而提升了系统的动态性能。数值仿真考虑气动参数拉偏以及实际的执行机构幅值和速率限制,仿真结果校验了本文控制系统设计的有效性。

内模控制与PI控制

该文分析和比较了内模控制器 (IMC)和PI控制器在克服时间滞后方面原理的不同 ;并在分析原理的基础上 ,通过仿真实现了两者在绝对误差积分 (IAE)方面的比较 。

一种采用干扰观测器控制的交流伺服调速系统设计

为提高伺服调速系统的控制准确性,在P控制器的基础上设计了滤波PI干扰观测器(DO-FPI),利用该干扰观测器控制伺服调速系统对输出转速进行准确的调控。首先,对伺服调速设备的控制过程进行分析,获取控制器的结构模型,明确控制回路进入稳态的条件。然后,通过设计滤波器和控制器,利用积分绝对误差(IAE)模型求取控制器参数,对输入干扰进行补偿。最后,利用P控制器设计了滤波PI干扰观测器,构造输入干扰量的传递函数,并求取该函数的参数,以实现对干扰量的控制,进而达到对输出转速的调节。借助Matlab/Simulink软件对所提方法的控制性能进行了验证,实验结果显示,所提方法对输出转速的控制过程较为准确、快速以及平稳,能够适应阶跃、正弦等多种激励信号的调速控制,说明所提方法具有较好的调速控制效果。

执行器饱和下的最优IMC-PI控制器设计

控制器性能会受到执行器饱和现象的影响,为了准确评价系统在出现执行器饱和时的跟踪性能,研究了饱和条件下基于内模法(internal model control,IMC)的跟踪性能基准PI控制器的设计问题。当被控对象可近似为一阶带滞后(first order plus dead time,FOPDT)模型时,选取绝对误差积分(integral absolute error,IAE)为控制器性能评价指标,给出了IAE指标与控制器参数的关系。通过分析闭环传递函数的时域特性,建立控制器输出最大值与控制器参数的解析关系,可直接根据解析关系式选取饱和情形下基准IMC-PI控制器的参数。仿真证明所提方法较其他抗饱和方法更为简洁且跟踪效果更好。

一种减少开关磁阻电机转矩脉动的算法

在电机转矩性能优化问题的研究中,针对开关磁阻电机在常规PID算法调速运行时,转矩脉动系数大的问题,提出了一种利用TS-ITAE(时间乘绝对误差的积分)的开关磁阻电机自适应控制的新方法,用交流测量法测量开关磁阻电机不同位置以及不同电流下的电感值,得到其局部的线性函数,利用ITAE准则得到开关磁阻电机局部的最优控制器函数,通过模糊TS模型实现全局的非线性控制。将常规PID控制算法和TS-ITAE控制算法分别用于开关磁阻电机的转速-电流调速系统进行仿真。仿真结果表明:采用TS-ITAE控制算法比常规PID控制算法的转矩脉动系数小,动态特性好。

用于继电反馈自整定的PID参数整定公式

针对原始继电反馈自整定方法使用ZN经验公式而致使响应曲线超调量大和振荡多等问题,提出了一种建立继电反馈自整定用的PID参数整定公式的方法。这种方法基于IAE指标最小化的参数优化技术和数据拟合技术。用一个算例演示了用新方法导出的整定公式的有效性,并通过与用ZN整定公式和用基于幅值裕度和相位裕度的整定公式的同一算例比较,说明了新公式的优越性。

基于数据驱动的控制器综合性能优化

为了提高过程回路的控制性能,提出一种基于数据驱动的控制器综合性能优化方法。首先,通过分析虚拟参考反馈校正方法与内模控制器设计过程的联系,确定数据驱动控制器校正所需参考模型的结构;然后,定义一种结合绝对误差积分和最小方差性能基准的综合性能指标,再基于该指标确定参考模型的未决参数;最后,利用控制系统闭环数据实现对控制器参数的校正。通过数值仿真和工业实例验证了所提方法的有效性,并将其与内模控制(IMC)-比例积分微分(PID)方法进行比较,验证了该方法的优越性。

单神经元与IPSO的双电机同步控制研究

为了满足机床、起重、造纸等行业中对多(双)电机同步控制系统的需要,针对现有双电机系统在启动和有负载扰动时会产生较大的转速同步误差从而易发生差速震荡的缺点,提出了一种新的转速同步控制方法。首先设计了改进时间与绝对误差乘积的积分评价指标(IITAE)下的改进粒子群算法(IPSO),对系统的控制器参数进行整定;然后从系统整体同步性能的角度出发,利用单神经元算法的交叉耦合控制器对双电机系统的同步性进行实时控制。通过simulink仿真和dSPACE实验对比结果表明:所提控制方法大大增强了双电机系统的转速同步性、鲁棒性和动态跟踪性能。

截尾数据的非参数回归函数的核估计

基于｛（Ｘｉ，Ｚｉ，δｉ），１≤ｉ≤ｎ），我们建立了Ｅ（Ｙ｜Ｘ＝ｘ）的估计ｍｎ（ｘ）和ｍｎ（ｘ），并证明了估计量的强弱相合，积分绝对误差的强相合与平均相合性．

Copula方法在时间序列趋势项提取中应用

对用动力系统方法进行非线性时间序列趋势项预测的问题进行了探讨.引入Copula函数构造的误差衡量模型,对几种时间序列趋势项的提取方法进行了比较,在比较准则的构造上有所创新.进而从时间序列中提取的趋势项为数据,通过动力系统方法对证券市场指数的预测进行了实证.

基于人群搜索算法的自抗扰控制器参数优化

火电机组过热蒸汽温度控制系统具有大迟延、大惯性的特性,在负荷变化或内外扰动的影响下,存在参数不易整定的问题。本文将自抗扰控制(ADRC)引入过热蒸汽温度控制系统,并基于人群搜索算法(SOA)对自抗扰控制器的主要参数进行寻优。以自抗扰控制器的6个主要参数为寻优目标,目标函数采用时间乘绝对误差积分(ITAE)准则,同时加入控制器输出量平方项的时间积分,以防止控制器输出量调节幅度过大,以及适当调整误差与控制量的权值。采用测试函数对本文SOA进行验证,并对某300 MW机组过热蒸汽温度控制系统分别采用SOA优化的ADRC-PI控制器和PI-PI控制器以及依据经验公式整定的PI-PI控制器进行时域性能、内外扰动及降负荷仿真对比。结果表明:本文SOA收敛精度和算法鲁棒性均较优;SOA优化的ADRC-PI控制器在抗内外扰动及降负荷过程控制效果均明显优于SOA优化的PI-PI及经验公式整定的PI-PI控制器;SOA优化的控制参数使系统的响应时间更快,超调更小,调节时间更短。

一种ITAE六旋翼无人机双闭环串联-前馈PID姿态控制算法

针对传统比例积分微分(PID)控制算法在多旋翼姿态控制时因闭环零点所导致的系统超调量增加、反应速度降低的问题,以六旋翼无人机为研究平台,提出一种时间加权绝对误差值积分(ITAE)指标双闭环串联-前馈PID姿态控制算法。结果表明,在该算法下系统的超调量σ可控制在2%以下,调节时间ts控制在0.5 s以内,可实现对六旋翼无人机高度、偏航角、仰俯角和滚转角的控制,可保证无人机系统的稳定性且使稳态误差接近于0。该算法有效解决了传统PID控制算法在进行姿态控制时存在的超调量大、调节时间长的问题,同时也解决了前馈滤波PID算法控制时出现的超调量降低、调节时间增加的问题,说明算法对六旋翼无人机具有较好的控制效果。

无刷直流电机模糊PI控制算法研究

针对传统PI算法难以消除直流无刷电机控制系统中存在的系统超调和短时震荡的问题,提出将模糊控制技术融入到PI控制器参数整定过程,设计模糊PI自适应控制器,并搭建电机模糊控制系统的仿真模型。仿真实验结果表明,基于模糊PI控制的电机控制系统相比传统PI控制系统达到给定转速所需时间更短,抗干扰性更强,ITAE(时间乘绝对误差积分准则)值更低,表明在负载突变时模糊PI控制器能更有效抑制电机转矩脉动和提高控制系统的稳定性。

基于探索群策略鸽群优化的高超声速飞行器飞/发一体化控制

高超声速飞行器飞/发一体化系统具有气流一体化、结构一体化等强飞/发耦合特性,为控制系统的设计带来一定的挑战。针对高超声速飞行器控制系统设计问题,首先在建立高超飞行器飞/发一体化系统模型的基础上,设计了相应的纵向控制律,提出了一种新型的探索群策略鸽群优化算法,并将其应用于高超飞行器飞/发一体化控制参数整定。最后,通过探索群鸽群优化算法对控制参数进行优化,并与基本鸽群优化、粒子群优化进行了对比仿真分析,验证了所提探索群策略鸽群优化算法的可行性和优越性。

FPGA在吊丝微重力系统控制器中的应用

为达到吊丝微重力系统的性能要求,该文基于X ilinx公司V irtex系列芯片,采用VHDL硬件描述语言实现了遗传算法,并将其用于PID参数的优化。该方法集成了软件算法和硬件电路的优势,相比基于PC的遗传算法,在提高系统反应速度,抑制超调方面有所改善。

基于改进粒子群算法的ITAE标准型参数寻优

提出一种适用于计算积分时间和绝对误差(ITAE)标准型参数的基于改进粒子群算法(PSO)的寻优方法,针对基本PSO的早熟收敛缺点,引入随机权重和自然选择原理进行改进.在MATLAB环境下采用该方法分别对位移无静差、匀速无静差、匀加速无静差的ITAE最佳传递函数标准型参数寻优,并将寻优结果运用到高阶伺服系统ITAE最优控制中.仿真结果表明了该方法的有效性和优越性.该方法的提出,为误差泛函积分评价指标标准型参数寻优提供了有益的新思路,并且可根据需要直接利用这些标准传递函数进行控制系统的设计,将被控对象设计为对应的最优控制系统.此设计方法过程简单,操作灵活.