基于动态PREISACH算子的压电陶瓷动态迟滞智能建模

针对经典Preisach模型存在的不能反映迟滞依赖于输入变化率的动态特性且其权重函数难以确定的缺点,给出了Preisach模型中积分项的一种实现形式,动态Preisach算子,其参数是榆入变化率的函数,该Preisach算子反映了迟滞依赖输入变化率而体现的动态特性的基本特征.通过引入动态Preisach算子,将存在于迟滞非线性中的多值映射转化为连续的一一映射,从而将神经网络等智能辨识工具应用到迟滞非线性的建模中.该方法简化了迟滞非线性的建模过程,结构简单,且能实现在线更新,具有实际的应用价值,实验结果验证了所得模型的有效性.     

迟滞非线性的一种离散Preisach函数辨识法

研究辨识Preisach分布函数,从而为智能材料中的迟滞非线性现象建模的一种离散方法——一阶滞回曲线法。它结合离散Preisach模型的特点,利用物理学及地质学等学术领域常需绘制的磁学曲线——一阶滞回曲线构造输入序列。基于一阶滞回曲线,提出了两种输入序列构造方法。具有原理清楚,计算简单、易于实现的特点。提出相关命题,阐明了这种辨识方法解的存在性与唯一性。仿真结果表明,该方法切实有效。论文最后就本方法的局限性做了简单讨论。     

变应力下超磁致智能结构的高精定位控制

超磁致作动器（GMA）以其高推力、大位移等优点作为超磁致智能结构（GMSS）的核心部件广泛应用于高精定位,振动主动控制等应用中。迟滞非线性特性是超磁致作动器的主要缺点,它不仅降低了控制精度,引起系统震荡,甚至导致系统不稳定,严重限制了超磁致作动器的应用。特别的,由于作用应力发生变化,而导致的超磁致作动器应力相关迟滞非线性特性在实际应用中必须加以考虑。根据实际情况,提出基于应力相关Prandtl-Ishlinskii（SDPI）模型的在线自适应迟滞逆补偿结合单神经元PID的控制方法,应用于具有应力相关迟滞非线性特性的超磁致智能结构的高精定位控制。仿真结果表明方法极大的提高了GMSS系统的动态响应品质。     

对压电陶瓷执行器迟滞特性的智能建模

由于压电陶瓷执行器固有的迟滞非线性会影响系统的控制精度,甚至能导致系统不稳定,基于神经网络建立一个迟滞非线性的智能模型。提出一个迟滞因子将多映射的迟滞非线性转换成能够被神经网络逼近的一一映射。该模型结构简单,简化了辨识过程。最后用该方法对实际的压电陶瓷执行器进行建模,结果表明,该模型能够准确的逼近迟滞非线性。     

迟滞系统建模与自适应控制

迟滞非线性是影响智能材料驱动器工作精度的主要因素.为了降低迟滞特性对驱动器工作的影响,需要对其建模和补偿.Prandtl-Ishlinskii(PI)截止算子被用于建立迟滞模型,经过推导将迟滞特性分解为线性部分和非线性部分.采用PI的启动算子对其非线性部分进行补偿,由Lyapunov 稳定性理论推导出此控制方案的自适应控制规律.通过仿真验证了所提出的迟滞非线性补偿方案的有效性.     

基于TS模糊模型的热工过程建模方法

热工过程对象通常具有复杂的动态特性和非线性、强耦合、不确定性等特征,从而使得常规建模方法难以取得满意的效果,因此提出一种改进型TS模糊模型在线建模方法。此建模方法基于以下思想,首先提出基于中心粒群算法的截集模糊C-均值聚类算法并对TS模糊模型进行模型结构离线辨识,确定模型的结构和前件部分参数的初始值;然后应用解耦扩展卡尔曼滤波算法进行后件参数在线辨识,同时对前件辨识结果进行精确修正。最后,对煤气炉、500MW机组及气化炉等热工过程进行仿真计算表明本方法具有精度高、计算量小等优点。     

基于最优控制的系统时变非线性参数模糊辨识

针对运动状态下结构连接处的时变物理参数对研究结构动态特性与工程实际应用具有重要价值,提出了一种结构连接处时变非线性物理参数辨识方法。该方法利用每个子结构的动力学模型,将结构连接处的非线性恢复力作为模型的输入,利用最优控制理论与模糊数学的方法辨识出结构连接处的非线性恢复力,并应用子结构法计算出结构连接处的响应。最后利用最小二乘法拟合了非线性恢复力。计算出非线性恢复力的时变系数。仿真算例表明了该算法的有效性。     

局部自回归模糊模型及其在小样本数据系统建模中的应用

提出一种基于Takagi-Sugeno模型（TS模型）结构的局部自回归模型糊型（LARF模型），将其用于小样本数据情况下的系统建模。深入分析LARF模型的结构特征，前件的选取、后件参数的辨识及其评价指标等，并提出了完整的模型辨识算法。该建模方法从一维的角度来考虑输入输出空间，减少待辨识参数的个数，同时采用一种具有两个调节参数的隶属函数，在求隶属度的同时完成了数据处理，从而可以省略数据预处理的工作。实例研究表明LARF模型是一种适合用来描述小样本数据系统的模型，相应的建模方法与辨识算法也是很实用的。     

RBF-AR模型在非线性时间序列预测中的应用

研究了RBF-AR模型在非线性时间序列中的建模和预测问题,并把它与其它一些新近提出的模型或方法加以了比较.一种结构化非线性参数优化方法用来辨识此模型.数值实验和比较研究表明采用结构化非线性参数优化方法的RBF-AR模型在预测精度上要大大优于其它一些模型或方法.     

基于模糊辨识的PEMFC电特性模型

提出了一种基于非线性系统模糊辨识建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)电特性模型的新方法,并建立了包括反应气体的压力、电池的温度和电池负载多变量的质子交换膜燃料电池电特性模型。通过与相关文献中的建模方法和模型仿真的结果比较,表明该模糊辨识建模方法具有建模简单、模型精度高等优点。研究结果对质子交换膜燃料电池控制系统的建模和控制具有一定的实用价值。     

CM/FM智能天线遥测系统仿真

智能天线技术在未来无线遥测系统中有很广阔的应用前景。对PCM/FM智能天线遥测系统进行了仿真分析,为未来智能天线无线遥测系统的设计提供了一定的理论基础。首先对PCM/FM系统建立了信号仿真模型,然后提出了一种基于RLS-CMA和MLMS-CMA算法的混合数字波束形成方案,最后在4阵元均匀线阵下对系统进行了仿真分析。结果表明,在无线遥测系统中采用智能天线技术,能够有效地提高系统的信噪比,改善系统的误码性能。     

基于噪声卷积的灵巧噪声伪码调相引信干扰

伪码调相引信的良好抗干扰能力,使其成为引信对抗研究的重点。提出了基于噪声卷积的灵巧噪声对伪码调相引信进行干扰。阐述了灵巧噪声的产生机理,推导了灵巧噪声作用于伪码调相引信时,引信输出信号的形式,理论分析证明了灵巧噪声可以对伪码调相引信形成欺骗干扰和压制干扰效果。仿真验证了理论分析的正确性,与传统干扰相比,灵巧噪声干扰的干扰效率更高。     

超磁致伸缩执行器自适应离散滑模控制

超磁致伸缩材料具有滞回和本构强非线性特性,由其制成的微位移执行器的快速、精确控制问题亟待解决。分别应用均质能量场模型和粘弹性分布参数系统模型建立磁化模型和动力学模型,采用模型参考前馈逆补偿的方法,在控制过程中使用卡尔曼自适应滤波器降低干扰,对执行器实施离散滑模变结构控制。利用指数趋近率设计了自适应离散滑模变结构控制率,使控制系统的抖振幅度正比于切换函数,加快趋近滑模面速度,减小抖振。对所设计的控制率进行了的抖振分析并证明了其稳定性。在MatlabR2006a上进行了仿真,仿真结果表明所设计的控制率能够快速的收敛到滑模面,抖振幅度很小,能够很好的追踪输入轨迹。     

具有伪控制补偿的自适应动态逆控制系统设计与仿真

论述了基于伪控制补偿解决自适应控制中作动器饱和问题的方法。基本控制律采用非线性动态逆方法设计，神经网络用于对逆误差进行重构。伪控制补偿消除作动器和自适应单元之间的交互影响。通过在超机动飞行控制的应用仿真表明，该控制方案弥补了动态逆要求精确数学模型的缺点，消除了作动器饱和对自适应单元的影响，提高了整个控制系统的鲁棒性。     

基于多模自适应滤波的无人机控制系统故障诊断

建立了无人机控制系统传感器和执行器的全局故障和局部故障的模型，在此基础上应用多重模型自适应卡尔曼滤波方法对其传感器和执行器的各种软硬故障进行诊断，应用所建立的数学模型与方法，对无人机的三个传感器和两个执行器的局部与全局故障进行了仿真计算。在仿真过程中发现，此方法的诊断准确度高，无延迟报警，算法简单，仿真结果验证了该种方法的有效性。     

一种质量矩飞行器配置方案及其控制问题分析

针对大气层外三轴稳定质量矩飞行器,考虑降低飞行器的成本和重量,提出了应用两套执行机构的配置方案,并利用旋转电机代替直线电机作为执行机构来实现飞行器的姿态调整。在此基础上,利用动量矩定律,建立了飞行器的非线性动力学模型,并对两种执行机构在无推力情况下的姿态调整能力进行了比较,结果表明,旋转式执行机构提高了质量矩飞行器在无推力作用情况下的姿态调整能力。最后,分析了该质量矩飞行器配置方案所存在的控制问题,为下一步的姿态控制设计奠定了基础。     

主动悬架的直线电机作动器控制系统研究

将直线电机的直接推力控制方法运用于主动悬架控制系统,分别设计了主动悬架最优控制器和直线电机直接推力控制器,两个控制器结合成为主动悬架的电磁作动器控制系统。建立了1/4汽车主动悬架模型,利用Matlab/Simulink进行仿真,结果表明直线电机作动器能根据车身的振动主动输出相应的电磁力,因此直线电机直接推力控制运用于主动悬架控制系统是可行的。     

考虑舵面饱和的鲁棒可重构控制律设计及仿真

针对常规显式非线性动态逆控制鲁棒性差的问题,综合隐式动态逆和奇异摄动分层设计,引入状态速率(导数)和操纵面的当前位置信号的反馈,设计鲁棒动态逆控制律,不需要完整的飞机气动力模型,敏感度降低.利用过栽测量信号采用几何的方法,构建角加速度信号,其它状态速率信号,基于飞机动力学方程求解得到.同时采用自适应权矩阵和多级舵面操纵分配策略,降低舵面速率/位置饱和.控制律结构简单,当飞机存在外形损伤、舵面或传感器失效时,能够迅速实现测量信号的隔离、反馈信号的重建和控制的重新分配和控制律重构.针对某型飞机建立高准确度的仿真模型,计算结果表明在存在气动力摄动、测量偏差干扰,噪声和舵面限制等的情况下,控制律具有良好的鲁棒性.     

基于Gamma滤波的压电陶瓷动态迟滞建模研究

融合Gamma滤波和PI模型的结构,提出压电陶瓷的动态迟滞模型.借鉴PI模型的结构, 对Gamma滤波的各个环节的输出通过RBF神经网络进行静态非线性变换,并在其后与一个动态神经网络串联, 构成了一种新的神经网络迟滞模型.与静态PI 模型不同,由于新模型中含有动态的类迟滞算子与动态神经网络串联.所以, 所提出的迟滞模型是一种动态的迟滞模型.对压电陶瓷实际测量数据逼近和预测的结果表明,所提出的动态迟滞模型精度高,具有较强的泛化能力.