考虑输入时滞的舵机伺服系统自适应指令滤波输出反馈控制

针对舵机伺服系统运行过程中存在复杂非线性以及信号输入时滞、使系统的精度降低,严重时甚至造成系统失稳的问题,提出了一种考虑输入时滞的自适应指令滤波输出反馈控制策略。首先,将系统中存在的输入时滞考虑为控制器信号输入时滞,给出舵机伺服系统状态方程,选用梯度下降法设计时滞估计律对未知时滞进行估计;其次,将系统中存在的复杂非线性统一为扰动,选用扩展状态观测器(ESO)加以估计,将观测的系统状态值用于设计控制量实现输出反馈控制;然后,选用指令滤波将高阶求导过程转化为求积分,实现信号滤波以抑制微分噪声;最后,基于Lyapunov-Krasovskii泛函稳定性定理证明控制器实现系统有界稳定。仿真及实验表明,所提的控制方法与传统反步控制方法、自抗扰控制和比例微分积分(PID)控制方法相比,响应时间分别提升了92%、88%和51%,跟踪精度分别提升了90%、84%和26%。

5G网络下的多用户多输入多输出(MIMO)研究

本研究深入研究了在5G网络环境下的多用户多输入多 输出(MIMO)技术的重要性和潜力。通过详细的分析和实验,我 们发现MIMO技术不仅在提高5G网络性能和容量方面发挥关键 作用,而且具有解决多用户干扰和显著提高数据传输速度的潜力。 这些发现对于5G网络的未来发展至关重要,将为通信技术领域 的创新提供重要的启示和方向。我们的研究为加速5G网络的进 一步演进和改进打下了坚实的基础。

基于多输入多输出模糊控制器的电液系统控制研究

电液系统的控制主要依靠控制阀来调节液压系统中的液压油流量和压力,以实现对液压缸的运动控制,电动液压系统(EHS)通常具有力和位置控制,为了将这些参数控制到所需值,经常使用多个PID控制器,它们对系统参数的变化很敏感。因此,本文提出了一种多输入多输出(MIMO)模糊控制器来控制这些变量。所提出的控制器具有四个输入和三个输出,所提出的控制器和EHS已应用于液压机。实验结果表明,与多个PID控制器相比,采用MIMO模糊控制器的力和位置混合控制具有更好的性能。拟议的EHS也比传统EHS节省更多的能源。因此,MIMO模糊控制器可以是EHS中控制多变量的替代方案。

基于时频域联合数据辅助MIMO均衡算法的多维度复用千公里级相干传输系统

基于少模光纤的模式复用系统利用单根纤芯中的正交模式实现各独立信道的并行传输,能够有效提升系统容量,解决单模光纤系统的容量危机.本文联合使用模式复用、波分复用与偏振复用技术,基于六模渐变型光纤实现了80个波长通道下32 Gbaud四模双偏振16阶正交振幅调制信号的1000 km相干传输,并在接收端使用时频域联合数据辅助8×8多输入多输出最小均方算法,以补偿由光纤传输导致的模式耦合及模间色散等线性损伤.与传统的纯时域或纯频域多输入输出最小均方均衡算法相比,该算法分别实现了57.1%的收敛速度提升与25.1%的收敛误差下降.经过1000 km少模光纤传输后,80通道每个模式及偏振态的误码率均低于开销为20%的软判决前向纠错编码阈值2.4×10^(-2),系统净速率达68.2 Tbit/s.

宽带太赫兹大规模MIMO系统中的混合预编码

针对宽带太赫兹大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)通信系统中更大的带宽和更多的天线导致的波束分裂问题,构建了基于时延的宽带太赫兹大规模MIMO系统的混合预编码通信模型,并提出了一种高效且可实现的联合时延和相位的宽带太赫兹混合预编码算法。考虑到时延器值的硬件限制,通过最小化最优模拟预编码与等效模拟预编码之间的差来联合优化模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵,将联合优化问题转换成目标优化问题,通过将非凸问题转换成等价的凸问题来求全局最优解。仿真结果表明,提出的算法可以获得接近最优的可实现速率性能,且可以提高能量效率。

IRS辅助去蜂窝mMIMO系统低复杂度波束赋形算法

针对目前智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助去蜂窝大规模多输入多输出(massive multiple-input multiple-output,mMIMO)系统现有算法复杂度高的问题,提出了一种基于IRS辅助去蜂窝mMIMO系统联合波束赋形低复杂度算法。在满足还原用户接收的信号、IRS相移和发射功率约束的条件下,以得到最优发射波束赋形向量为目标,构建了一个联合优化接入点(access point,AP)主动波束赋形和IRS被动波束赋形问题。利用交替优化方法将原问题转换为两个易于处理的子问题,并基于解非齐次线性方程组,采用Lagrange乘数法和人工蜂群算法对子问题进行求解。仿真结果表明,相较于传统算法,所提算法有更低的复杂度和误码率,可使用更小的发射功率和频谱效率等资源获得与其他方案相当的性能。

考虑输出约束和输入饱和的弹仓自适应控制

针对存在参数不确定性和外部扰动的某链式回转弹仓的位置跟踪控制问题,提出一种自适应控制方案。该方案基于神经模糊系统(Neuro-Fuzzy System,NFS)、非线性扰动观测器(Nonlinear Disturbance Observer,NDO)及障碍Lyapunov函数(Barrier Lyapunov Function,BLF),在实现高精度控制的同时满足输出约束和输入饱和的工程条件。通过BLF的设计,保证弹仓的位移跟踪误差约束在给定范围内。结合神经网络的函数逼近能力和模糊逻辑系统的推理能力,用于估计系统中的不确定性,减小对模型的依赖;两者结合的NFS作为NDO的一部分,进一步补偿估计误差和外部扰动,提高控制性能。此外,控制器设计考虑了运动过程中的执行器输入饱和问题。仿真结果表明,所设计的控制器在3种典型工况以及系统参数变化情况下均可实现弹仓的高精度位置跟踪控制,满足系统的约束条件。

基于稀疏贝叶斯学习的混合mMIMO系统波达方向估计

波达方向估计是混合mMIMO系统波束成形得以应用的前提,基于协方差矩阵重构的子空间方法在相干信号和有限快拍数条件下性能损失较大。为了应对上述挑战,提出了一种基于稀疏贝叶斯学习的混合mMIMO系统波达方向估计方法,主要创新之处在于:将混合mMIMO系统的波达方向估计问题转化为稀疏信号恢复问题,从而绕过空间协方差矩阵重构,避免了其带来的性能损失。为了便于进行贝叶斯推断,进一步利用变分贝叶斯近似思想,在恢复稀疏信号的同时,自适应估计出未知参数,显著改善了对噪声和相干信号的鲁棒性,提升了有限快拍数情况下的波达方向估计性能。数值模拟结果验证了所提方法的优越性。

RIS辅助去蜂窝大规模MIMO系统低复杂度预编码算法设计

构思了一种智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)辅助去蜂窝大规模多输入多输出(Cell-free Massive Multiple-Input Multiple-Output, CF mMIMO)通信系统,提出了一种低复杂度预编码和RIS反射相位交替优化(Alternating Optimization, AO)算法。对于传统正则化迫零(Regularized Zero Forcing, RZF)预编码算法复杂度过高的问题,利用共轭梯度(Conjugate Gradients, CG)法,提出一种低复杂度的RZF-CG预编码算法,将RZF预编码的逆矩阵转换为线性方程组最小化问题,推导算法的残差以更新搜索方向,迭代求解逆矩阵。以最大化系统用户的总频谱效率为目标,推导了RIS相位闭合表达式,基于统计的信道状态信息提出一种低复杂度的投影梯度上升(Projected Gradient Ascent, PGA)算法。仿真结果表明,所提的AO算法能有效地提升系统性能,算法复杂度降低了约73.2%。

全维多输入多输出下行系统中两级序贯码本选码方法

为了在全维大规模多输入多输出(MIMO)下行系统中获取可靠的信道状态信息(CSI),提出了基于两级序贯码本的预编码设计方法。在此方法中,预编码码字由内码与外码组成,内码用来逼近各个辐射路径,而利用外码将选出的内码做最佳的线性组合。该方法能精确地逼近真实信道,而且还可以降低系统中的反馈开销。此外,基于假设的信道模型提出了反馈开销的确定方案和旋转码本的构造方法。通过实验仿真,验证了该设计方法的准确性和有效性。

多输入多输出(MIMO)系统信道容量技术

本文讨论了在多输入多输出( Multiple- Input Multiple- Output,MIMO)信道上传输的基本容量极限。首先假设信道矩阵是独立的复高斯变量,按照这种理想环境推导出MIMO信道容量;

双输入-单输出斜齿轮系统振动特性随非对称动力参数的演化规律

双输入-单输出斜齿轮系统是众多舰船动力推进装置的重要组成部分,由于非对称动力参数导致的系统非线性失稳现象不容忽视。本文在科学描述系统内部参数的基础上,通过系统分岔图、时域和频域曲线、相图、Poincaré截面等研究双输入-单输出斜齿轮系统的动力学行为,发现了丰富的非线性现象,研究过程揭示了系统的振动特性随非对称动力参数的演化规律。结果表明,增大系统的载荷比和载荷值,有利于减小系统的失稳区间,提高系统的运行稳定性。本文的研究对采用双输入-单输出齿轮结构作为传动装置推进系统的动力参数设计具有积极意义。

大规模多输入多输出系统的信道估计及性能

在大规模多输入多输出系统中应用深度学习进行信道估计的性能优于传统信道估计算法的性能,并且能有效地降低导频开销。因此,在配备低分辨率数模转换器的大规模多输入多输出系统中提出基于注意力机制的生成对抗性神经网络模型,用于提高信道估计性能。仿真结果表明,当使用少量导频时,对抗性神经网络模型能够获得比传统方法更为准确的信道状态信息,具有更强的鲁棒性。

卫星MIMO通信系统抗移动无人机集群干扰的在线BSS算法

移动无人机(UAV)集群可以对卫星多输入多输出(MIMO)通信系统下行链路近距离实施压制式恶意干扰,导致接收信号的信干比(SIR)很低,严重影响通信质量。由于移动无人机信号的传输具有快衰落特性,因此此类扰信混合不仅具有时变性,而且存在突变性。采用盲源分离(BBS)算法实现扰信分离,提出一种部分回溯自适应变步长动量项等变自适应盲分离(PR-V-M-EASI)算法。算法以自适应变步长动量项EASI算法为基础,将串音误差作为分离性能指标自适应调整步长和动量项因子,加快算法的迭代速度,以适应混合矩阵的时变性。此外,算法还通过部分回溯分离的方式提升混合矩阵突变阶段的分离性能,降低分离算法的复杂度。仿真结果表明,PR-V-M-EASI算法能够在不影响收敛速度的前提下改善混合矩阵突变导致的分离精度下降,可有效对抗移动无人机集群施放的强恶意干扰。

船舶纵向运动多输入多输出不稳定系统的非线性反馈控制

为了提高多输入多输出(MIMO)不稳定系统控制器的鲁棒性与节能效果,以大连海事大学教学实习船“育鲲”轮在波浪上纵摇和升沉运动的数学模型为研究对象,将数学模型的分子分母具有不稳定零极点过程使用根轨迹成形技术以及引用数学工具加权矩阵将其根轨迹拉到左半平面.之后运用闭环增益成形算法设计控制器的思路,以成形后的模型用一阶闭环增益成形算法设计鲁棒控制器,再引入双极性S函数驱动的非线性反馈代替原有的误差线性反馈.从仿真结果可以看出,在模型产生摄动时,非线性反馈控制改进了升沉和纵摇,控制能量大幅减少,对模型干扰具有鲁棒性能.该方案求解过程简单,并且整个系统控制器与被控对象物理意义明确,设计所得的控制器阶次较低,且补充完善了MIMO不稳定系统的控制器设计方法.

无线通信工程中的 MIMO 系统应用与性能分析

文章深入分析多输入多输出(Multiple InputMultiple Output,MIMO)系统在无线通信工程中的应用及其性能,重点探讨其关键技术和应用场景。MIMO系统通过空间复用和阵列增益提升通信系统的容量和可靠性,尤其在空间复用方面,通过向量偏转传输技术实现在同一时频资源上传输多个独立数据流,从而大幅提高频谱效率。此外,文章讨论了信道编码与交织技术在提高MIMO系统可靠性和抗衰落能力上的重要作用,分析了基于最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)算法的信道估计与均衡技术在保证系统性能上的关键应用。仿真结果显示,MIMO系统在信噪比较高时实现了显著的吞吐量提升,验证了其在无线通信领域的优越性。

基于输入输出和构型的民机系统典型SVN管理

SVN开发库是民用飞机研制全生命周期过程中用于数据、工作流、研制过程、对象/属性/版本等内容管理的常用手段,好的开发库建设与管理方案不仅可确保项目数据更改的贯彻执行、实现数据状态的有效跟踪,还可确保飞机系统设计数据库、团队管理数据库、各研制阶段输出数据库的有序建立和紧密关联,有效提高项目数据管理效率。通过分析民用飞机研制过程中原始设备制造商、系统供应商/一级供应商、次级供应商等各层级供应商的SVN库使用场景,提取SVN库在日常使用时常见的问题,并结合PDM、CQ等其他开发库的典型工作模式及管理方案,给出了一种基于项目输入输出情况和系统实际构型划分的民机系统典型SVN库建设、管理建议方案,并依托项目研制经验明确了SVN库建设与管理过程中需要重点关注的一些要点。

智能反射面辅助多用户大规模MIMO系统的联合波束成形

智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)作为面向第6代通信的关键技术之一具有创新、高效、节能和成本效益高等特点,但其联合波束成形设计为非凸优化问题,仍然是具有挑战的难题。为此,提出了一种用于IRS辅助多用户大规模多输入多输出系统的联合波束成形设计方案,以实现系统数据速率最大化。该方案在基站端采用迫零波束成形以消除用户间干扰,同时在IRS端设计了近最优反射波束成形以实现系统和数据速率最大化。仿真结果表明,该方案可获得较高的系统和数据速率,也为IRS位置布局的选择提供了数据支持与参考准则。

区域生态经济系统的物质输入与输出分析——以常州市武进区为例

运用物质流分析(MFA)方法,对江苏省常州市武进区生态经济系统中物质输入与输出进行了系统的分析,结果表明:(1)随着社会经济发展和人口增长,武进区物质输入总量及人均物质输入量也在增加,但递增速率均远小于GDP增长速率,而物质输出总量及人均物质输出量则呈现递减趋势;(2)在不考虑水的因素情况下,武进区物质输入量保持较快的上升速度,其中固体物质的增长速率远远大于气体物质的增长速率;物质输出量则呈总体下降趋势,其中以气体物质输出量的贡献最大,对环境造成污染的物质以气体特别是以化石燃料燃烧排放的废气和工业废气为主;(3)排除占大部分比例农业用水的上升,工业用水、城镇生活用水和地下水总量及人均利用强度都在减少;同时,总的废水排放量及人均排放量在减少,其中又以生活废水排放量的减少最快,其次是工业废水;(4)单位GDP物质输入量的变化处于波动状态,同期的单位GDP物质输出量则呈递减趋势,单位GDP用水量和单位GDP废水排放量则有相同的递减趋势,表征了武进区资源利用效率的稳步提高,区域经济增长和环境压力也在逐步脱钩。上述结果体现了武进区近年来循环经济发展模式的优势,但还存在较多问题,说明武进区在调整物质利用强度和提高资源利用效率方面还需下更大的功夫,并采取相关措施,以期提高实施循环经济战略与建设节约型社会的地位和意义。文章最后结合研究区实际情况就区域环境-经济的协调发展进行了展望,指出了物质流分析方法在应用中的一些缺陷,为今后该领域的进一步研究提供了借鉴。

输出函数在单输入单输出非线性控制系统设计中的重要作用

深入研究了输出函数在非线性控制设计中的作用,指出输出函数在非线性控制设计中的一个重要功能是对闭环系统进行极点配置。并提出了一个对非线性控制系统具有一定普适性的输出函数形式。讨论了如何选择和确定该输出函数以及如何通过该输出函数来实现对系统闭环极点进行配置的方法。文中主要针对单输入单输出系统进行讨论,并以发电机励磁控制系统为例,给出应用实例。仿真结果表明按文中提出的观点选择输出函数,所设计的控制律能很好地协调发电机励磁控制系统各状态量的动、静态性能,不仅提高了发电机的动态稳定性,而且能准确地将发电机的端电压Uf 控制在其给定值上运行,不会因受扰而发生静态偏移。