Bifurcation suppression of nonlinear systems via dynamic output feedback and its applications to rotating stall control

This paper deals with the problems of bifurcation suppression and bifurcation suppression with stability of nonlinear systems. Necessary conditions and sufficient conditions for bifurcation suppression via dynamic output feedback are presented; Sufficient conditions for bifurcation suppression with stability via dynamic output feedback are obtained. As an application, a dynamic compensator,which guarantees that the bifurcation point of rotating stall in axial flow compressors is stably suppressed, is constructed.

伺服气动控制方法的研究和应用

球墨铸铁管产线自动化程度不断提高,在产线存在大量举升、托举、摆臂、挡拨机构,大部分要求具备精确定位功能,随着环保要求的不断提高,液压动力系统因其液压油的污染性,正逐步被更环保的动力方式代替,其中,压缩空气的气动驱动系统因其清洁性和节能性受到越来越多的重视。但是气动控制在精确定位方面一直缺乏有效手段,为提升气动控制精度,本文提供了一种基于伺服系统的气动控制思路和方法。

陀螺系统的受迫振动及其时滞反馈控制

对简谐激励下陀螺系统的受迫振动及其在含时滞的位移和速度反馈控制下的动力学行为进行研究。利用拉格朗日方程,建立两自由度陀螺系统的运动微分方程。考虑主共振和1:1内共振的情况,采用平均法得到了平均方程。通过对平均方程进行化简,得到关于系统振幅的分岔方程,分别讨论各个参数对系统振幅的影响。根据奇异性理论,分析参数变化对系统分岔行为的影响。对受迫陀螺系统施加含时滞的位移和速度反馈控制,讨论反馈增益和时滞对系统振幅的影响。

非线性环型腔反馈激光系统的动力学特性及其混沌控制

以环型腔反馈激光系统为主 ,综述了非线性激光系统的混沌动力学特性 ;分析了延迟反馈方法控制混沌的原理和稳定性条件 ,实现了对多介质非线性激光系统中的混沌控制。同时概述了近年来非线性激光系统中混沌控制的最新进展 ,诸如空间小微扰法、偶然正比反馈技术等 ,讨论了混沌控制在提高激光器功率和性能。

一类脉冲动力系统的状态反馈控制

对一类具有状态反馈控制的脉冲动力系统的动力学性质进行了研究.由周期解的扰动解得到了一个Poincare映射,利用Poincare映射讨论了系统周期解的分岔,并得到了半平凡周期解和正周期1解存在和稳定的充分条件.定性分析和数学模拟表明,半平凡周期解通过fold分岔分岔出正周期1解,正周期1解通过flip分岔分岔出正周期2解,再通过一系列flip分岔通向混沌.此外,讨论了脉冲状态反馈控制的效果.

一类时变动力系统的高余维分岔及其控制

研究了一类时变动力系统的高余维分岔及其控制问题 .首先利用新方法对时变分岔方程的两个方向的分岔转迁和跃迁现象进行分析 ,分别通过慢变解的线性化近似和量级平衡估计分岔转迁值 .然后研究这类时变分岔方程的线性反馈控制问题 ,通过分析相应的二维高次自治系统的 Hopf分岔 ,在适当的条件下得到了稳定的动态滞后环 .

“半连续动力系统”理论及应用

简单介绍"高维半连续动力系统"的基本性质与基本理论,叙述"高维半连续动力系统"的定义,"流"、"轨线"的性质,轨线的极限集合,轨线的各种稳定性概念,周期轨道及稳定性等一些基础知识,为对这问题有兴趣者作个入门的参考.

齿轮传动系统混沌振动的线性反馈控制

根据牛顿定律建立单级单自由度直齿齿轮传动系统的动力学方程,利用系统的分岔图、相图、时间历程图和Poincaré映射图分析齿轮传动系统在齿轮时变啮合阻尼变化下的分岔特性。通过对齿轮传动系统增加一个线性反馈控制器,利用它控制系统从混沌运动转化为稳定的周期运动。数值仿真表明随着齿轮时变啮合阻尼的增大,齿轮传动系统从混沌运动通过逆倍化分岔通向周期运动。线性控制方法在齿轮传动系统的混沌控制中是有效的和可行的,可利用适当的控制参数镇定系统中不稳定的周期轨道。

转子-轴承系统响应的分岔与混沌控制分析

给出了对转子-轴承系统的分岔与混沌等复杂动力学行为进行控制的思想.应用washout-filter状态反馈控制方法进行分岔与混沌控制器的设计,用以改进系统转速变化时转轴响应的分岔与混沌特性.通过调整控制器的参数来影响转子系统的动力学行为,控制其运行的稳定性.数值模拟结果表明,随着转子-轴承系统转速的不断提高,系统的动力学行为会发生较大变化,此时应用washout-filter状态反馈控制方法进行分岔与混沌控制,理论上可起到较好的控制效果.

一个类Lorenz混沌系统Hopf分岔反控制

对混沌系统进行反控制可以实现分岔提前或者延迟发生,满足工程实际需要。以一个类Lorenz混沌系统为研究对象,根据Routh-Hurwitz准则和高维Hopf分岔理论,分析了系统Hopf分岔特性;提出了一种动态状态反馈控制法,对系统进行Hopf分岔反控制。通过调控控制参数,可以在预定任意位置产生Hopf分岔,使Hopf分岔提前或延迟发生,达到了预期的反控制目的。从分析结果看出,提出的动态状态反馈控制法可以避免复杂的计算过程,能够有效地实现对混沌系统的Hopf分岔反控制。

Yang系统的Hopf分岔分析与控制

分析Yang系统平衡点Hopf分岔的稳定性及其控制问题。利用中心流形定理和规范型理论得到了分岔解的稳定性指标,推断出系统进入混沌运动是由于它发生了不稳定的分岔而产生的。研究采用线性反馈控制与非线性反馈控制的方法控制该不稳定的Hopf分岔,通过理论计算得出线性反馈控制器仅仅使Hopf分岔得到了延迟控制,分岔的稳定性并没有发生变化,但线性反馈控制器与非线性反馈控制器的共同作用控制了Hopf分岔的稳定性,抑制了系统的混沌行为,系统的稳定性得到增强。通过数值仿真验证了理论分析的正确性。

液压缸非线性特性影响下的含动态间隙轧机辊系振动特性及控制

为抑制四辊板带轧机垂直方向的振动,首先,考虑动态间隙影响下的分段非线性弹性力,建立分段非线性弹性力与动态轧制力共同作用下的轧机辊系动力学模型,使用平均法求解出该系统的幅频特性方程。然后,以轧机实际参数仿真液压油弹性模量变化时辊系的时域特性和频率特性,得到了对辊系振动行为的影响规律。比较辊系在不同液压系统参数变化下幅频特性响应的变化规律,通过分岔特性分析液压缸参数变化对系统振动行为的影响,得到了系统周期稳定运行时的参数区间。最后,设计状态反馈控制器实现对动态间隙轧机辊系的振动控制,并通过幅频特性和分岔特性可知,控制器能够有效减弱动态间隙对轧机辊系稳定性的影响,并抑制辊系的混沌行为,为抑制轧机辊系振动提供了理论参考。

Turbo译码算法的分岔与控制

Turbo码在信道编码中通过迭代译码的方式可以较好的逼近香农限.本文以其译码算法中的迭代次数作为时间轴,译码输出作为状态变量,信噪比SNR及信息比特数N作为系统参数建立动力学模型,研究Turbo译码输出与迭代次数之间的关系.通过大量计算机仿真和理论分析发现随着信噪比SNR由小到大,译码算法先后经历了不确定不动点、奇异区和清晰不动点三个阶段,其中在由不确定不动点过渡到奇异区时发生了分岔现象.通过改变信息比特数N的方法得到了离散时间动力学中的切分岔、倍周期分岔和Neimark-Sacker分岔.在奇异区内观察到倍周期、准周期、周期三、混沌等不同的相空间轨迹.奇异区的出现给Turbo码在低信噪比下的应用带来了一定困难,本文通过延迟反馈控制的方法将相空间轨道稳定到不动点上,仿真结果表明,本算法可以使Turbo码在低信噪比奇异区内获得0·1—0·3dB的增益.

具有脉冲控制和病毒感染的害虫治理模型的分支分析

讨论了一类具有状态依赖反馈控制和病毒感染的害虫模型边界周期解的存在性,得到了边界周期解全局稳定的条件。给出了模型发生跨临界分岔的条件,并通过数值方法分析了杀虫剂功效和单次投放感染害虫比例对实施控制措施的频率影响。研究结果说明,状态依赖控制措施在一定条件下可转化为周期控制措施;执行控制措施的频率随着单次投放感染害虫比例增大而减小,但是随着杀虫剂功效增大,该频率可能减小也可能增大。