Steady-State Behavior of Semiconductor Laser Diodes Subject to Arbitrary Levels of External Optical Feedback

This paper investigates the steady-state behavior of a semiconductor laser subject to arbitrary levels of external optical feedback by means of an iterative travelling-wave (ITW) model. Analytical expressions are developed based on an iterative equation. We show that, as in good agreement with previous work, in the weak-feedback regime of operation except for a phase shift the ITW model will be simplified to the Lang-Kobayashi (LK) model, and that in the case where this phase shift is equal to zero the ITW model is identical to the LK model. The present work is of use in particular for distinguishing the coherence-collapse regime from the strong-feedback regime where low-intensity-noise and narrow-linewidth laser operation would be possible at high feedback levels with re-stabilization of the compound laser system.

轴向双压电叠堆执行器并联控制实验研究

双压电叠堆执行器相较于常规压电叠堆执行器具有位移放大功能,但受制于压电材料的迟滞非线性,位移精度难以满足需求。为减小双压电叠堆执行器的迟滞非线性,建立改进型PI(Prandtl-Ishlinskii)动态迟滞模型并进行参数辨识,提出一种双压电叠堆执行器输出位移分配策略与双压电叠堆并联控制方案,基于迟滞逆模型采用前馈-反馈复合控制进行实验研究,并采用不基于迟滞逆模型的线性自抗扰控制(LADRC)进行对比。基于Links-RT实时控制系统验证控制算法,实验结果表明:在1~200 Hz频率范围内,前馈-反馈复合控制效果最优,当跟踪信号频率为200 Hz时,均方根误差和最大绝对误差分别为0.4544μm和1.95μm,远低于开环的4.3696μm和6.08μm。

基于改进高速单光子探测器的复合跟踪控制系统设计

由于半导体红外、光电倍增管单光子探测器受到噪声数据的影响,使得光子计数统计结果不精准,导致应用跟踪系统后,存在控制效果差的问题;利用雪崩光电二极管探测入射光和雪崩现象,改进高速单光子探测器;通过反馈控制环节实现猝灭,终止雪崩,将电压恢复到偏置电压;利用改进后的探测器设计单光子探测信号检测电路,获得所需要的基准电平,完成复合跟踪控制系统的硬件结构设计;设计信号传输计数控制流程,并结合判别公式确定高速单光子探测器与单个因素跟踪度;调节单光子探测器发射触发信号,根据所得到的信号确定组合跟踪脉冲光子数,以此为依据调整跟踪方案,完成系统软件结构设计;实验结果表明,改进后的高速单光子探测器在复合跟踪控制系统应用中,在38.5 ns时计数达到220个,与实际结果一致,具有较好的跟踪控制效果。

电液比例负载口独立控制系统压力流量控制策略

介绍了电液比例负载敏感负载口独立控制系统组成结构和工作原理,建立了该系统的数学仿真模型;针对执行元件的不同工况,分别设计了基于计算流量反馈的速度控制器和基于压力闭环控制的压力控制器,实现了系统的压力流量复合控制;仿真和实验结果表明,该控制系统有较高的速度控制精度和良好的节能效果。通过变参分析,研究负载口独立阀单元频响和阻尼及死区对系统控制性能的影响,为负载口独立阀单元的开发和应用提供理论指导。

LCL型并网逆变器并网电流复合控制研究

LCL型并网逆变器采用直接并网电流单闭环控制策略,系统存在稳定性差和控制精确度差等问题。针对该情况,以并网电流瞬时值作为外环反馈量,以LCL滤波器电容电流瞬时值作为内环反馈量的双环控制策略。内环采用比例调节增大阻尼以消除LCL输出滤波器的振荡属性,增强系统的稳定性,外环复合PI控制和重复控制增强系统的动静态特性。详细分析控制方法的工作机理,并给出控制器的设计方法。最后在一台以DSP2812为核心控制器的1.5 k VA并网逆变器装置上进行实验验证。实验结果表明,该控制策略既可保证系统的稳定性,又能提高并网电流的性能。

一种光电跟踪复合控制切入反馈控制的误差抑制方法

针对光电系统跟踪目标时由复合控制模式向反馈控制模式切换过程中出现的误差变大现象,从控制原理、仿真及实验方面进行分析,提出采用模式切换时上一时刻复合控制所使用的一阶微分数据,对切换后的反馈控制在速度环路进行常值补偿,使控制模式切换引起的误差显著减小,同时确保跟踪系统在采用该补偿后不增大反馈控制的稳态误差,并对此方法进行了仿真,最后针对某型光电跟踪仪进行航路实验,结果表明该方法行之有效。

空气反馈信号控制柴油机排气再循环系统研究

建立了一种排气再循环变EGR率控制系统。以新鲜空气质量流量信号代替EGR率或再循环排气量信号作为反馈信号,该系统模型,通过调节EGR阀门,改变再循环排气量,相应改变进入气缸内的新鲜空气量,使之基本达到相应工况控制要求值。在四种转速负荷条件下,对有、无这种EGR系统的SD1110柴油机排气中NOX浓度和燃油消耗率进行了对比,试验证明该系统可以有效降低柴油机NOX排放并保证一定燃油消耗率,同时还有效解决了反映再循环排气量信号的采集问题。

压电微动平台的定位控制

为使压电微动平台定位速度快、定位精度高,采用复合控制方法来对其进行定位控制。基于保证模型精度并使精度在整个阈值区间变化尽量均匀的要求,来使阈值最优化,进而建立了压电微动平台的迟滞模型。基于所建平台迟滞模型,设计了其前馈控制器;为抑制平台的超调,在常规数字增量式PID中引入滤波器设计了其反馈控制器;将前馈控制与PID反馈控制相结合,设计了平台的复合控制器。实验结果表明:所建平台迟滞模型仅有7个算子,且均为有效算子,在16.3μm的最大实测位移下,模型最大误差为0.208μm;在复合控制作用下,平台达到5μm目标值的响应时间为0.173 s,虽慢于前馈控制,但明显快于PID反馈控制;在最大位移为17.155μm的参考输入作用下,若不考虑传感器噪声,平台的定位误差几乎为零。

移动质心飞行器的参数辨识和补偿控制

受质量块大小和位移的限制,移动质心不能像空气舵那样产生很大的力矩,因此飞行器的再入攻角对静稳定度很敏感,尤其在小静稳定度下,静稳定度稍有改变,配平攻角将发生很大变化。飞行器再入过程中的烧蚀、侵蚀以及边界层转捩所造成的小不对称量所产生的不对称力矩与质心移动后产生的控制力矩相比,不是小量。以所建立的移动质心控制飞行器的数学模型为基础,辨识飞行器静稳定度和小不对称量,对小不对称量造成的气动力矩用前馈-反馈复合控制加以补偿。仿真分析表明,移动质心控制对高速再入的飞行器具有良好的末修能力,能有效提高再入段的控制精度。

基于混合优化的前馈—反馈复合控制器最优设计

为了解决传统PID控制器在电动舵机系统设计中难以满足控制要求的问题,首先设计了一种规范化前馈—反馈控制系统,然后利用混沌优化算法和共轭梯度方法相结合的混合优化算法对前馈—反馈控制器参数进行了优化。仿真结果表明:基于混合优化算法的前馈—反馈控制器具有很好的动态和静态性能,增强了系统的稳定性和鲁棒性,降低了学习参数选择的盲目性和对经验的高度依赖性。

压电微夹钳的位移自感知反馈复合控制

采用自感知方法获取压电微夹钳钳指位移,构成自感知反馈复合控制系统。根据反映钳指位移、表面电荷、夹持力、驱动电压之间关系的压电悬臂梁Smits方程,提出了基于电流积分的钳指位移自感知方法;引入死区算子对传统PI模型进行改进,建立了压电微夹钳钳指位移的迟滞模型;以对偏差的抛物线积分、对输出的先行微分分别代替常规PID控制器中的积分项和微分项,设计出了压电微夹钳的改进PID反馈控制器;将前馈控制器与PID反馈控制器相结合,并采用自感知反馈方式,设计出了压电微夹钳的闭环控制系统。实验结果表明：在自感知反馈复合控制作用下,压电微夹钳对5μm阶跃参考位移的响应时间为0.24 s,若不考虑噪声影响,稳态误差几乎为零;在最大位移为14.7μm的变幅值三角波参考位移以及最大位移为14.1μm的任意波形参考位移作用下,压电微夹钳的自感知反馈复合控制亦可取得良好的控制效果,其稳态误差中线在-0.02-0.04μm之间变化。自感知反馈控制的实验结果与传感器反馈控制基本相同,从而表明压电微夹钳的自感知反馈控制是有效的。

直线电机驱动的磁悬浮平台推力动态解耦控制

介绍一种应用于半导体光刻、微型机械、精密测量、超精密加工、微型装配、纳米技术等领域的新型磁悬浮平台,通过分析其数学模型的特点,采用多变量非线性的逆系统理论,对直线电动机驱动的磁悬浮平台这一多变量、非线性、强耦合的对象通过状态反馈进行推力动态解耦控制,使其成为三个独立的子系统,并用线性理论进行分析和设计.为了改善系统响应的快速性,采用复合控制方案.仿真实验结果表明,这种控制方案有较好的动态和静态特性.

直驱式电液伺服系统PID校正复合控制器研究

直驱式电液伺服系统具有节能、成本低等优点,然而与传统电液伺服系统相比其性能较差。为提高直驱式电液伺服系统的性能,在建立泵控缸式电液位置伺服系统数学模型的基础上,提出将最优状态反馈控制与观测器预估负载干扰前馈控制相结合的复合控制策略,并用PID调节器对位置环节进行校正。Simulink仿真结果表明系统动静态性能得到大幅改善。研究成果对直驱式电液伺服系统的推广应用具有积极意义。

基于PLC的高精度伺服控制系统位置检测

在恶劣工作环境中,基于PLC控制器的伺服控制系统受高温、噪声干扰等因素影响导致位置检测精度误差较大,为改善这一问题设计基于PLC的高精度伺服控制系统。系统的控制单元PLC通过连续位置检测控制、单件位置检测控制零点校正和通信等过程,利用复合非线性反馈控制律,综合线性与非线性反馈,向二维工作台不同方向伺服驱动器输出脉冲输出指令,驱动工作台运行,并带动CCD相机定位在载物台中阵列孔中各需要检测零件的上方,实现定位后触发相机采集图像,计算机处理并分析图像后,通知PLC执行后续的控制过程。实验结果显示,该系统位置检测平均成功率在99.99%以上,位置检测误差上限为0.39×10^-3 rad,显著低于对比系统,且在两种噪声干扰下的抗噪性能均优于对比系统。

天气雷达天线伺服控制系统研究

介绍了某天气雷达天线伺服控制系统的设计,提出了解决伺服带宽的方法:伺服系统环路设计中采用凹口滤波器技术、串联滞后补偿网络、加速度负反馈技术和复合控制技术来抑制伺服系统结构谐振频率进而提高伺服系统带宽;采用Bang-Bang控制技术加快系统快速性,较好的解决了伺服控制系统设计中系统快速性和系统稳定性的问题;实际应用表明,该天线伺服控制系统设计方案是合理的成功的。

大学英语口语课堂教师反馈策略调查研究

教师反馈是大学英语口语课堂教师的主要职责之一,教师根据自身不同的教学理念和所处教学情境采取不同的口语反馈策略。对教师小组在口语课堂的反馈策略进行调查研究的结果发现,教师实施课堂反馈策略受多种因素的影响,教师在多数情况下采用复合型反馈策略,以期对学生的学习态度和过程产生积极的、正面的影响。

复合混沌-人工鱼群混合算法的改进及性能研究

针对人工鱼群算法在寻优过程中接近最优点时收敛速度下降而难以得到精确解,优化复杂问题时易陷入局部极值的缺点,提出了一种复合混沌搜索技术与改进人工鱼群算法相结合的混合算法。该算法采用更具遍历性的组合映射产生复合混沌局部搜索方法,来避免人工鱼长时间陷入局部极值区域,从而更加精确地达到全局最优点;同时,对人工鱼引入反馈-吞食行为进行改进,改进的人工鱼群算法降低了优化后期的复杂度,并提高了优化精度,保证了收敛效率。实验结果表明,在相同参数条件下,该混合算法的收敛速度、优化精度和全局寻优能力均优于基本人工鱼群算法,实例验证了算法的有效性。

一种新型RLS算法的研究及其在数控加工中应用

针对自适应滤波最小二乘算法 RLS算法 计算量庞大等缺陷 ,研究了复合反馈神经网络在实数域中的运用 ,提出了一种基于复合反馈神经网络的新型 RLS算法 ,并应用该算法和交流伺服电机电流进行切削力的间接检测 .

自然保护区社会生态复合系统信息传递过程理论研究

自然保护区是一个由社会经济系统与自然生态系统组成的社会-经济复合系统,本文通过对自然保护区进行系统抽象和结构分区,指出自然保护区社会生态复合系统包含天然生态系统、人工生态系统、社区系统、旅游产品开发运行系统以及管理系统,并把保护区区域按照功能结构划分为核心区、过渡区、外围区与居住区。在对自然保护区复合系统分区的基础上分析了社会生态复合系统中的物质能量反馈机理,从而为进一步研究自然保护区系统论奠定基础,为科学管理和规划自然保护区提供理论依据。

高精度液压仿真转台鲁棒控制

针对液压仿真转台具有时变不确定性、复杂外干扰等特点和高精度控制性能要求,提出了一种鲁棒复合控制结构,该结构由鲁棒内回路补偿器、外回路反馈控制器和输入信号前馈补偿器三部分组成。其中,鲁棒内回路补偿器用来抑制外干扰和时变不确定性的影响,外回路反馈控制器的作用是保证闭环系统的整体性能,输入信号前馈补偿器实现对系统动态时滞的补偿,以保证对参考信号的精确跟踪。以某型液压仿真转台内环为例,首先根据所提出控制策略的基本思想,给出了控制系统的具体设计过程,然后,进行了阶跃响应、低速跟踪和正弦响应试验。试验结果表明,所提出的鲁棒控制策略是有效的和可行的。