分数阶PID控制器的设计及仿真北大核心

随着分数阶微积分理论的不断发展,PID控制器微积分算子的阶数已经从单纯的整数推向了分数,甚至是复数,所得到的分数阶PID控制器的控制效果也优于传统的PID控制器。基于分数阶微积分理论,采用Oustafod滤波器对分数阶微积分算子进行逼近,得出传递函数,再采用Simulink的子系统封装功能,设计出分数阶PID控制器。通过对控制对象的仿真表明,分数阶PID控制器的控制效果更佳。     

分数阶PID控制器的设计及仿真

随着分数阶微积分理论的不断发展,PID控制器微积分算子的阶数已经从单纯的整数推向了分数,甚至是复数,所得到的分数阶PID控制器的控制效果也优于传统的PID控制器。基于分数阶微积分理论,采用Oustafod滤波器对分数阶微积分算子进行逼近,得出传递函数,再采用Simulink的子系统封装功能,设计出分数阶PID控制器。通过对控制对象的仿真表明,分数阶PID控制器的控制效果更佳。     

交联耦合对自旋导弹控制系统特性的影响分析

基于小扰动线性化的弹体运动模型,建立了自旋导弹的三回路自动驾驶仪控制模型,得到了复数形式的闭环传递函数。在此基础上,分析了闭环系统的交联特性,结果显示,三回路自动驾驶仪使自旋导弹实现了稳态解耦,且闭环稳态增益不受气动参数变化影响。利用复系数线性多项式稳定性判别方法,研究了自旋导弹的闭环稳定性,分析了交联项对三回路自动驾驶仪稳定裕度的影响情况,得到了系统的闭环稳定条件。     

状态空间表达下控制系统的稳态误差

经典控制理论对系统稳态误差的讨论从传递函数入手,重点是对系统开环传递函数的研究,当系统的输入是任意函数时,引入动态误差系数方法来研究稳态误差,但是当输入具有高阶导数时,动态误差系数将很难得到.现代控制理论中的状态空间表达下求系统的稳态误差很好地解决了这个问题.利用矩阵之间的运算来表示动态误差系数,并且可以得到任意输入下的稳态误差值,在线性定常系统下的推导结果还可以适用于线性时变系统,具有一定的普遍性.     

单桩沉降及轴力计算的传递函数法

传递函数法计算单桩沉降及轴力的关键是选取正确的载荷传递函数,本文提出了根据室内砼和岩土之间剪切试验所得到的荷载传递函数的数学表达式。结合桩基静载荷试桩资料用优化反分析方法确定数学模型中的待定参数来获得桩基的荷载传递函数。实例计算表明由该方法获得的桩基荷载传递函数能有效准确地计算单桩沉降量和桩身轴力值,有一定的实用价值。     

独特的微机正弦扫频振动控制技术

以通用微机为主控单元进行正弦扫频振动控制的独特之处在于驱动信号的生成、修正,响应信号的采样、分析以及系统传递函数计算等控制功能均主要由微机软件完成。本文主要介绍上述控制功能的软件设计原理,并给出相应的实验结果。     

极点配置控制分析

极点配置是线性系统综合中的重要问题,介绍了极点配置控制的定义,它是一种寻求一个反馈控制律,使得闭环传递函数的极点位于希望位置的一种控制器设计方法,并介绍了采用这种控制的优势,通过对极点配置数学模型的描述,对极点配置控制作了初步分析,给出了实例及仿真结果,加深了对极点配置控制器设计方法的理解。     

复数形式的快速沃尔什变换法

本文简要地引进复数Walsh函数。它是由实数Walsh函数推广到复数Walsh函数。这是于1970年J.E. Gibbs[1]在一篇论文中首先提出的。我们将引入一个Walsh变换法,这个变换法是模拟到关于复数指数Fourier变换的Cooley-Tukey算法。一个离散、正交Walsh函数可以由多重迭代方程式产生,利用这样迭代方程式,有效地引入快速Walsh变换计算法。本文内容:复数Walsh函数,指数形式的CFWT法,矩阵形式的CFWT法。     

浅议解复数方程的常见错误

复数是数的概念的一次扩展,伴随着复数的引入,产生了一些新的概念和运算法则,但是由于中学主要是在实数范围内学习数学,对实数的有关法则比较熟悉,从而在解有关复数方程时,往往与在实数集中解方程的有关方法相混淆,而导致一些错误解法,现举例如下:     

一维非均匀分布参数系统的渐近传递函数方法

提出了一维非均匀分布参数系统的一种通用解法：渐近传递函数方法。对一般的一维非均匀分布参数系统，引入状态变量将控制方程及边界方程写成状态空间形式。通过定义小参数和摄动方法，使之变成常系数微分方程，从而得到问题的摄动解。各阶摄动解均具有规范的形式，是一以传递函数为积分核的积分形式解析解。文中最后给出了一些数值算例，验证了方法的有效性。     

大扭矩液压制动器建模分析

为了实现大扭矩液压制动器的精确控制,首先研究了双喷嘴挡板伺服阀的结构及工作原理,建立了其力学、电磁学及流体力学的平衡方程,并根据被控负载的特性最终推导出摩擦制动器的闭环传递函数;然后,采用系统辨识的方法推导出闭环传递函数模型的结构参数,得出摩擦制动器的精确模型;最后,搭建了摩擦制动器惯性试验台架,并通过样机试验验证了模型的正确性。     

数字图像复数不变矩构造及稳定性分析

为系统性地给出数字图像不变矩一般性构造方法及对不变矩稳定性进行分析,通过采用复数矩作为描述数字图像识别特征量的方法,研究了复数不变矩所具有不变性的约束条件及其与几何不变矩间的关系,推导出了复数不变矩构造定理,并以在工程应用中的低阶复数不变矩为例对复数不变矩的稳定性进行了分析。研究结果表明:采用复数不变矩构造数字图像特征量具有很好普适性和稳定性,对于图像目标识别特征的描述有较好的效果。     

刀口边缘误差对传递函数的影响

刀口法是测量光学系统的传递函数一种基本方法,通过对刀口边缘误差建立数学模型,讨论刀口误差对光学传递函数测量精度的影响。对刀口边缘误差进行了定量分析,得出在一定精度范围内测量光强的区域,定性分析了使用拟合法求MTF优于使用均值法求MTF。     

导弹自动驾驶仪的模糊自整定免疫PID控制

提出了一种模糊自整定免疫PID控制器的设计方案.该控制器将免疫反馈机理与传统的模糊PID控制有机地结合起来,实现了对控制系统的参数自整定.给出了某战术导弹自动驾驶仪的传递函数和仿真试验设计.仿真结果表明,这种模糊自整定免疫PID控制效果明显优于传统的模糊PID控制方式,具有较强的抗干扰能力,特别对变参数系统具有较强的鲁棒性.     

弹体振动传递函数测试及其数据应用

给出了弹体振动传递函数测试方案,并对相应测试结果进行了分析;针对某典型导弹,分析了测试数据对稳定回路设计的影响,分析结果表明,弹体振动传递函数对垂直发射段初和30 km以上的高空影响较大,这个因素影响着弹性滤波器的参数选择;最后讨论了弹体振动传递函数测试试验的改进部分.     

使用图像优化方法估计水体调制传递函数

针对水体属性的变化使图像复原困难的问题,提出了一种从退化的水下图像中估计自然水体调制传递函数的方法。该方法首先建立了自然水体的调制传递函数与其固有光学特性参数之间的关系,然后采用图像复原技术对图像进行复原,最后使用粒子群优化算法来优化调制传递函数的相关参数。仿真实验表明:该方法能有效对水下图像进行复原,且不需测量水体的光学参数就能估计出自然水体的调制传递函数。该方法用于水下激光成像系统的图像复原可取得明显效果。     

变质心执行机构对弹头命中精度的影响分析

弹头变质心机动控制是通过移动弹头的质心位置,利用气动配平力矩改变弹头的飞行姿态和攻角,从而可实现弹头机动控制.在给出变质心弹头的动力学方程的基础上,通过对该动力学方程进行简化和线性化,推导出变质心弹头关于攻角和侧滑角的传递函数,在加入舵机伺服系统后,分析变质心伺服系统的性能对弹头跟踪精度和弹道命中精度的影响,最终确定变质心执行机构的动态性能参数并为今后变质心执行机构的设计提供必要的参考.     

基于SDTFM理论的平面问题广义超级单元

根据平面问题条形传递函数方法理论,提出了平面问题广义超级单元的概念,并推导了其刚度矩阵和结点力矢量表达式,从而将条形传递函数方法应用范围推广到任意几何形状的平面区域     

变截面梁的数值传递函数解法

本文在对一阶变系数微分方程组的数值解分析的基础上, 提出了一种数值传递函数方法, 作为对传递函数方法的一种直接推广。利用这种方法可以很方便地把传递函数方法扩展到各种变系数微分方程问题, 本文以变截面梁为例进行了讨论, 并建立了一种通用单元以减少计算。数值算例表明本方法具有精度高、应用灵活的特点。     

改进Laplace先验下的复数域多任务贝叶斯压缩感知方法

为了将现有的实数域贝叶斯压缩感知方法推广至复数域,利用改进Laplace先验假设,提出了一种复数域多任务贝叶斯压缩感知(complex multitask Bayesian compressive sensing using modified Laplace priors, CMBCS-MLP)方法,消除了测量噪声方差的影响,并推导了一种基于递归操作的快速算法。数值仿真表明：针对复数域稀疏信号重构问题,相比于现有方法,所提CMBCS-MLP方法具有更好的精确性和鲁棒性。