基于ZG方法的悬挂负载直升机零振荡匀速控制

为了实现悬挂负载直升机的零振荡匀速控制,本文结合Zhang动力学(Zhang dynamics,ZD)和梯度动力学(gradient dynamics,GD),提出了基于ZG(Zhang-gradient)方法的悬挂负载直升机零振荡匀速控制。通过使用ZG方法对数学模型进行处理,并且创新性地引入了参数的可变性,设计了一个z2g2控制器,得到辅助控制公式后,结合得到了控制器公式组。此外,本文还展示了在MATLAB平台上的计算机仿真与数值实验测试结果,其验证了该z2g2控制器的有效性和精确性,进而证实了ZG方法的可行性与有效性;并且,后续控制算法和软件开发也是未来的研究方向。

基于ZG方法的悬挂负载直升机零振荡悬停控制

能够空投并高效地完成起降、装卸货物,是悬挂负载直升机重要的优点。欲使直升机成功并安全地实现货物装卸,需要直升机成功到达目的地,而且悬挂负载直升机飞行时悬挂物不发生振荡。为了实现悬挂负载直升机的零振荡悬停控制,基于ZG方法,在悬挂负载直升机简化数学模型基础上研究零振荡悬停控制问题。首先通过使用ZG方法对数学模型进行处理,得到相应的控制公式。然后创新性地引入参数的可变性,得到了辅助控制公式,并结合得到了控制器公式组。最后在MATLAB平台上进行计算机仿真,仿真结果验证了该控制器的有效性和精确性,进而证实了ZG方法对于实现悬挂负载直升机零振荡悬停控制的可行性和有效性。

类场矩诱导的可调零场自旋转移力矩纳米振荡器

自旋转移力矩纳米振荡器是一种直流驱动的新型纳米微波振荡器,因其易集成、尺寸小、频率调制范围宽等优点,成为未来射频收发器的理想器件.但是,自旋转移力矩纳米振荡器的稳定自激振荡需要外加磁场的条件限制了其应用.基于宏自旋模型(又称单自旋或单畴模型),利用Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程,理论上研究了类场矩和电流强度对垂直磁化的自由层磁矩的零场稳定自激振荡特性的影响.研究结果表明,当类场矩参数与自旋转移力矩参数的比值为负值且其绝对值大于某一数值时,自旋转移力矩纳米振荡器可以实现零场自激振荡,其物理机制可以通过能量平衡方程解释,并且这一临界比值依赖于该系统的阻尼系数和电流强度.尤其是,自旋转移力矩纳米振荡器的稳定自激振荡频率可以通过类场矩参数与自旋转移力矩参数的比值和电流强度的大小来调节,并且其类场矩的绝对值越大,施加的电流强度越小(大于临界电流强度),则越有利于抑制二次和三次自激振荡频率的形成,从而提高自旋转移力矩纳米振荡器的“单频”性.上述结果提供了一种实现频率可调的零场自旋转移力矩纳米振荡器的理论方案.

面内形状各向异性能对自旋转矩振荡器零场振荡特性的影响

利用Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程,在理论上研究了由磁矩垂直于膜面的自由层和磁矩平行于膜面的极化层组成的自旋转矩振荡器的振荡特性.数值结果表明面内的形状各向异性能,可以使自旋转矩振荡器在无磁场情形下产生自激振荡.此特性可以用能量平衡方程解释,即面内形状各向异性能可以导致系统中自旋转矩提供的能量与阻尼过程所消耗的能量之间的平衡.特别是,面内的形状各向异性能越大,自旋转矩振荡器的可操控电流范围越大,并且产生微波信号的频率越大,但其阈值电流几乎不变.

输入整形器抑制残留振荡的研究

输入整形是一种用来抑制柔性结构系统残留振荡的前馈技术,本文研究了ZV和ZVD两种输入整形器,仿真结果证明其有效性.

输入整形法在旋转起重机消摆控制中的应用

针对旋转起重机在作业中由于惯性力、离心力和外界干扰的存在,吊重会产生摆动,从而影响生产效率,增加安全隐患的问题,将输入整形技术应用到起重机的消摆中。首先,对旋转起重机进行分析,建立了旋转起重机数学模型,得出了动力学方程;然后阐述了输入整形法的消摆原理;最后,利用Matlab中RTW模块构建半实物仿真实验平台,以旋转起重机样机为实验对象,设计了零振荡(ZV)输入整形器,把输入整形算法应用到抑制吊重残余摆动中。通过整形前后吊重在平面内摆角的比较,发现ZV法有效地抑制了吊重在起重机运行结束后的残余摆动,能够将摆动抑制到整形前的10%左右。研究结果表明,输入整形法在旋转起重机消摆问题上能够起到良好的效果,且易于实现,具有一定的工程价值。

基于β参数的变步长MPPT控制研究

研究了当前光伏系统中最大功率点追踪技术(MPPT)的现状,针对传统MPPT方法在稳态性能与动态性能之间存在的矛盾,提出了一种改进的基于β参数的变步长算法。此算法基于对?-V曲线的分析,对光照强度的上升和下降采用两种不同大小的比例系数,从而在动态实现了快速追踪MPP并且避免了误判现象,同时,在稳态实现了零振荡。为了验证该算法的优越性,基于Matlab/Simulink平台对主要MPPT方法进行仿真分析,同时基于d SPACE和太阳能光伏阵列模拟器搭建实验样机并进行实验测试。仿真与实验结果验证了该算法的优越性,即能实现稳态零振荡及动态过程的快速跟踪。