面向控制系统方框图的仿真软件包

介绍了控制系统方框图形式化描述和根据方框图对系统进行仿真的原理和算法。面向控制系统方框图的仿真软件包SYSTBM BUILDER集成了丰富的系统开发工具,能有效地辅助设计人员进行控制系统的设计、仿真、优化和编程,可对线性系统和非线性系统进行计算机数字仿真。     

通用型控制系统仿真软件

该控制系统分析软件集线性微分方程数值求解、线性系统仿真、非线性系统仿真、采样系统仿真以及根轨迹绘制、波德图绘制、相轨迹绘制等功能于一体。可对各种系统进行直观的时域仿真分析和传统的图解分析。仿真精度在万分之一以上，仿真时间仅需数秒。另外，软件采用方框图可视人机对话方式，直接修改传递函数、输入量等参数就可实现对所有单变量系统的仿真，故软件使用非常方便，一看就会。本仿真软件的研制成功，克服了经典控制理论需要绘制大量图形以及对高阶系统、非线性系统和采样系统的分析误差大等缺点。可以加快自动控制技术的推广、普及，是自动控制领域的又一次重大突变。     

直升机缆绳吊放声纳系统有限元建模与仿真

采用有限元法，对直升机缆绳吊放声纳系统进行了研究，基于刚性力学模型进行动力学分析，利用四元数理论进行运动学分析，建立了一个描述其动态特性的微分方程组，即有限元模型，为验证所建模型的准确性，针对缆绳不同数目的分段进行了系统仿真计算和分析比较，从仿真结果可见，与缆绳吊放声纳系统简单分段的线性模型相比，有限元非线性模型能更准确地描述系统的物理特性。     

复杂物理模型仿真的多进程流水线方法*

介绍了一种利用并行运算解决高维度、非线性、强耦合系统模型仿真问题的方法。该方法以现场可编程门阵列(FPGA)技术为依托,在流水线设计思想的基础上,利用所提出的流水线算子概念实现了从非线性常微分方程向流水线数据通路的转换过程。该方法为在FPGA上设计模拟各种复杂物理模型的流水线数据通路提供了一种简单有效的解决方案。     

基于OpenGL飞行实时可视化仿真的研究

以建立的飞机六自由度非线性微分方程为基础，介绍了如何在C＋＋ Builder6．0的开发环境下利用OpenGL建立三维仿真平台，实现飞机飞行特性实时三维动画仿真。提供了直观的反馈和针对仿真可视化设计的人机交互方法。本文基于OpenGL的飞行过程的仿真已经在飞行仿真实验中较好地实现了动态实时跟踪和数据的建立，在飞行仿真实现可视化计算和数据“可视化”方面有一定的实用价值。     

ICSSS仿真系统的设计与实现

本文详细介绍了一个交互式连续系统的数字仿真系统——ICSSS系统的设计与实现.ICSSS系统的设计是以CSSL标准为依据,并着重解决了仿真用户所关心的三个问题——初始数据输入、模型描述及仿真结果输出.ICSSS系统定义了一种灵活、简单、近似于数学语言的模型描述语言,该仿真语言能够措述任意阶微分方程,并且提供了积分运算和函数拟合等功能.     

SIMULINK仿真模型稳定性的研究

该文以同步电机为例,介绍了根据系统微分方程,应用MATLAB SIMULIK软件包构造两种SIMULINK仿真模型的方法。根据派克坐标变换,将同步电机在abc坐标下的数学模型变换为dq坐标下同步电机数学模型;利用后向欧拉法将dq轴下同步电机数学模型中微分方程进行变换,形成另一种同步电机数学模型。运用SIMULINK软件构建这两种同步电机仿真模型,然后,再应用这两种仿真模型搭建两个简单的电力系统来做仿真试验,并讨论两种仿真模型仿真方法的稳定性。仿真结果显示,该模型与仿真方法是正确的,进而扩展了SIMULINK仿真模型的实用范围。     

城市轨道交通列车自动监控系统可视化仿真方法

该文采用面向Agent建模方法对城市轨道交通自动监控(ATS)系统仿真提出了研究思路和实现方法。详细阐述了面向Agent的仿真系统建模方法和仿真策略，简单介绍了系统功能和特点，并给出可视化仿真结果。该文所提出的智能仿真方法，对其它交通运输领域的仿真具有应用价值。     

基于细胞自动机的生长系统仿真模型研究

该文定义了一种广义生长系统,给出了其微分方程模型,在此基础上提出了一种基于广义生长系统生长机理和微分方程模型的细胞自动机仿真模型的设计方法,并利用此方法设计了广义生长系统的细胞自动机仿真模型(GCASM)。GCASM采用维的细胞自动机作为生长空间,采用Moore邻域作为其细胞邻域,演化规则根据生长系统生长机理和微分方程模型设计,GCASM细胞代表一个由广义生长系统状态变量确定的特定值。对GCASM进行的统计特性分析结果显示,模拟生长系统的细胞自动机仿真模型在数学期望意义下与所模拟的生长系统的动力学微分方程模型具有较好的一致性。     

基于LabVIEW的三相异步电机动态模型仿真

三相异步电机在工业生产和日常生活中的应用越来越广泛.为了提高电机系统的性能,优化控制模式以及改进设计方法,建立三相异步电机的仿真模型是非常有必要的.讨论了三相异步电机的高阶非线性多变量强耦合动态数学模型,并通过坐标变换把三相静止坐标系中的原始模型变换到dq轴同步旋转坐标系中相对简单的形式.利用LabVIEW建立了三相异步电机的动态模型,并使用模型对电机起动过程进行了仿真研究,得到了仿真结果.利用仿真可以客观、准确、详细、方便地获得三相异步电机的各项性能指标,仿真模型可用于对三相异步电机的各种研究中.     

基于T—S模糊建模思想的多人非合作微分对策

多人微分对策的研究是微分对策研究领域的难点.如果微分对策的状态方程和支付函数是非线性的,研究的方法有双边极值原理和变分法,那么就不可避免的要求解Hamilton-Jacobi偏微分方程组,这样的求解是比较困难的.针对非线性系统的多人微分对策,利用T-S模糊思想方法将非线性系统转化成若干个线性子系统,并对多个局中人进行分组,从而建立了多人非合作微分对策模型,最后举出一个4人非合作的实例进行仿真试验,效果说明了解决问题方法的可行性.     

非线性动力系统的参数反演及灵敏度分析

研究了非线性动力系统中的微分方程参数反演问题,给出了求解此类问题的信赖域算法,并对参数的灵敏度进行了详细分析,给出了数值模拟。     

Optimal control of nonlinear power systems by an imbedding method

Realistic models of power systems involve high-order non-linear differential equations. The application of optimal control theory in optimizing such systems involves a high-order nonlinear 2-point boundary-value problem whose solution is very cumbersome. In this paper the imbedding method of solving a free-end, fixed-time optimal control problem is applied to a sixth-order nonlinear power system. The optimal designs for both open and closed loop plants are presented. The results of this application are compared with those by the hybrid linearization method considered by other authors. The results indicate that the 2 methods follow quite closely.     

基于混合粒子群的土壤水分特征曲线参数优化

土壤水分特征曲线是研究土壤水运动的重要参数。Van Genuchten方程(简称VG方程)是目前运用最广泛的土壤水分特征曲线方程。将VG方程参数计算问题转化为一个非线性优化问题,然后构建单纯形算法和基本粒子群算法相结合的混合粒子群算法对其进行求解。仿真实验结果表明采用混合粒子群算法与普通遗传算法、混合遗传算法、基本粒子群算法相比,不但提高了收敛成功率、降低了迭代次数,而且对参数的取值范围也放宽了;采用混合粒子群算法计算参数的精度比非线性单纯形法和阻尼最小二乘法要高,且不需给出参数的初始值。     

航空发动机机械液压控制器建模及仿真技术研究

以流量连续方程和力平衡方程为基础,研究了航空发动机机械液压控制器典型部件的建模方法以及系统中存在的北线性环节的描述方法。对某型航空发动机慢车转速燃油控制系统进行了建模和数字仿真研究,结果与工程实践中现场的情况一致,效果优于常规的仿真方法。工程实践已经验证了仿真研究给出的主要的控制器参数改变的建议是正确的,使控制系统的性能达到了设计要求。这表明所提出的航空发动机机械液压控制器建模和仿真方法是正确、有效的。     

近地小行星仅测角相对导航可观性判据

针对近地小行星仅测角相对导航系统的非线性可观测性分析问题,本文基于非线性系统局部弱可观性理论给出了新的可观测性判据.首先,通过分析非线性系统李导数的共有属性,给出了李导数梯度空间的共有子空间.进一步,利用该共有子空间和非线性系统局部弱可观性定义给出了新的可观性判据.经理论证明,该判据适用于非线性系统任意阶李导数,并且给出的可观性结论可与高阶可观性矩阵秩判据的结论等价.与传统的秩判据相比,该判据具有无需进行高阶李导数运算,无需进行高维矩阵运算的优点.因此该判据适合在轨计算,具有一定的工程价值.最后仿真结果验证了可观性判据的有效性.     

Set membership state and parameter estimation for systems described by nonlinear differential equations

This paper investigates the use of guaranteed methods to perform state and parameter estimation for nonlinear continuous-time systems, in a bounded-error context. A state estimator based on a prediction-correction approach is given, where the prediction step consists in a validated integration of an initial value problem for an ordinary differential equation (IVP for ODE) using interval analysis and high-order Taylor models, while the correction step uses a set inversion technique. The state estimator is extended to solve the parameter estimation problem. An illustrative example is presented for each part.     

基于自适应Runge-Kutta法的织物动态模拟

运动微分方程的数值求解，是实现基于物理模型的织物仿真的技术关键。针对具有高精度要求的织物动态仿真，提出利用显式Runge-Kutta高阶方法解决仿真过程中运动微分方程的求解问题，并采用内嵌的Cash-Karp计算格式，从自动调整步长和控制精度两方面优化算法。实验证明，基于内嵌的Runge-Kutta自适应法精度高，易实现，具备良好的稳定性，并可直接获取误差，自动调整步长确保精度，使系统的求解效率得以进一步提高。     

Modeling and vibration control for a flexible pendulum inverted system based on a PDE observer

This study addresses the problem of trajectory control of a flexible pendulum inverted system on the basis of the partial differential equation (PDE) and ordinary differential equation (ODE) dynamic model. One of the key contributions of this study is that a new model is proposed to simplify the complex system. In addition, this study proposed a nonlinear PDE observer to estimate distributed positions and velocities along flexible pendulum. Singular perturbation method is proposed to solve the coupling system of nonlinear PDE observer. The nonlinear PDE observer is divided into a fast subsystem and a slow subsystem by the use of the singular perturbation method. To stabilise this fast subsystem, a boundary controller is proposed at the free end of the beam. The sliding-mode control method is proposed to design controller for slow subsystems. The asymptotic stability of both the proposed nonlinear PDE observer and controller is validated by theoretical analysis. The results are illustrated by simulation.     

二维Logistic分数阶微分方程的离散化过程

针对二维Logistic分数阶微分方程的求解问题，引进了一种离散化方法对其进行离散求解。首先，将二维Logistic整数阶微分方程推广到分数阶微积分领域；其次，分析相应具有分段常数变元的二维Logistic分数阶微分方程并应用提出的离散化方法对模型进行数值求解；然后，根据不动点理论讨论该合成动力系统不动点的稳定性，给出了在参数空间内二维Logistic分数阶系统发生第一次分岔的边界方程；最后，借助Matlab对模型进行数值仿真，并结合Lyapunov指数、相图、时间序列图、分岔图探讨模型更多复杂的动力学现象。仿真结果显示，所提方法成功对二维Logistic分数阶微分方程进行离散。