基于Hamilton模型的永磁同步风力发电系统中混沌运动的H∞控制

针对永磁同步风力发电系统的混沌运动现象, 提出了基于系统Hamilton模型的H_∞控制方案, 使得系统脱离混沌, 运行稳定. 首先将永磁同步风力发电系统模型经过一系列状态变换, 转化为类Lorenz经典数学模型, 并验证了系统在一定参数区域内存在混沌现象. 随后基于Hamilton系统充分利用系统物理结构和无需补偿“无功力”的优点, 建立了混沌系统的Hamilton模型, 并考虑了系统存在外扰情况下的H_∞控制方法. 本文所设计的控制器不仅简单易实现而且反映了系统内部结构以及动态特性的信息. 仿真实验证明了控制器的有效性.     

自旋为1/2的XY模型亚铁磁棱型链的物性和有序-无序竞争

利用不变本征算符法, 计算低温下自旋为1/2的XY模型一维亚铁磁棱型链系统的元激发谱, 讨论在此系统中不同的特殊情形下的元激发能量, 从而给出体系的三个临界磁场强度的解析解H_C1, H_C2, H_peak. 分析不同外磁场下 体系的磁化强度随温度的变化规律, 发现三个临界磁场强度的解析解H_C1, H_C2, H_peak是正确的, 并从三个元激发对磁化强度的贡献进行了说明. 低温下磁化强度随外磁场的变化呈现1/3磁化平台. 体系的磁化率随温度或者外磁场的变化都出现了双峰现象. 这说明双峰源于二聚体分子内电子自旋平行排列的铁磁交换作 用能和二聚体与单基体分子间电子自旋反平行排列的反铁磁交换作用能, 热无序能, 外磁场强度相关的自旋磁矩势能之间的竞争.     

核类似铜酸盐超导模型的sus(1,1)⊕sud(1,1)代数结构

由Iachello提出的核类似铜酸盐超导模型具有su(3)代数结构,其平均场近似下的Hamilton量可以写成su(3)生成元的线性组合.通过代数生成元的实现,该模型约化的Hamilton量具有su_s(1,1)⊕su_d(1,1)代数结构,利用相干算子U(θ,φ)的幺正变换,可得到系统约化Hamilton量的能隙方程及本征值,发现应用不同代数结构求解会得到不同侧重点的分析结果.     

三明治结构Tan(B3N3H6)n+1 团簇的磁性和量子输运性质

利用密度泛函理论和非平衡格林函数方法, 本文对小尺寸团簇Ta_n(B₃N₃H₆)_n+1 (n ≤ 4)的磁性和量子输运性质进行了系统的研究. 计算结果表明, 此类体系采用三明治结构作为其基态并且具有较高的稳定性. 体系的磁矩随团簇尺寸的增大而线性增大. 当把Ta_n(B₃N₃H₆)_n+1团簇耦合到Au电极上时, 形成的Au-Ta_n(B₃N₃H₆)_n+1-Au体系在有限偏压下展示出了较强的自旋过滤能力, 因而可以被看做是一类新型的低维自旋过滤器.     

Al2O3Hx(x=1—3)分子团簇的结构与光谱研究

用密度泛函理论(DFT)的B3lyp方法在6-311++g(d,p)水平上对Al₂O₃H_x(x=1—3)分子的几何构型, 电子结构, 振动频率等性质进行了系统研究. 并给出了它们可能基态结构的总能量(E_T), 零点能(E_z), 摩尔热容(C_v), 标准熵(S), 原子化能(ΔE_m), 垂直电离能(IP)及垂直电子亲和能(E_A). Al₂O₃H和Al₂O₃H₂分子可能的基态的几何构型都为平面结构. Al₂O₃H₃的两个可能为基态的几何构型都是在立体Al₂O₃(D_3h)的几何结构基础上加三个氢原子构成. 这三个分子的能量最低结构为Al₂O₃H(²A′)C_s, Al₂O₃H₂(¹A′) C_s, Al₂O₃H₃ (²A) C₁.     

混沌系统平均初始误差增长饱和特性研究

在非线性误差增长理论框架下研究了混沌系统平均初始误差增长饱和特性 以及误差饱和值同系统可预报期限的关系.首先探索了Lorenz96系统中平均相对初始误差增长饱和规律, 发现平均相对初始误差增长饱和值同初始误差的自然对数存在简单的线性关系: 其二者自然对数之和为一常量,且该常量同初始误差无关.实验表明该结论对其他混沌系统也适用. 因此对给定混沌系统,在计算出和常数后可以外推得到任意固定初始误差的平均相对误差增长饱和值. 为进一步研究误差饱和值同可预报期限的关系,给出了平均绝对误差增长的定义. 理论分析表明混沌系统平均绝对误差增长也会达到饱和.其饱和值为常量, 与初始误差无关,混沌系统控制参数确定,饱和值就固定.依据上述研究, 最后给出一个定量计算可预报期限的模型T_p=1/∧ln(E_s/δ₀)+c, E_s为绝对误差增长饱和值.实验研究表明对于复杂的高阶混沌系统,该预报期限模型都能较好地适用.     

Pt插层对铁磁/反铁磁界面交换耦合的影响

在铁磁层(FM)/反铁磁层(FeMn)耦合体系中插入Pt 插层或对靠近FM/FeMn界面处的FeMn掺杂Pt元素,研究了体系的交换偏置场 H_ex及矫顽力H_c随Pt插层深度 d_Pt与Pt掺杂层厚度t_PtFeMn的变化关系. 实验结果表明,引入Pt插层后NiFe/FeMn(d_Pt)/Pt/FeMn体系的未补偿磁矩(UCS)的数量得到很大的提高,从而对H_ex与H_c 起到增强的作用; 同时, 从实验结果可以推测FeMn层内部UCS的分布深度约为1.3 nm. 另外,对靠近FM/FeMn界面处的FeMn掺杂Pt元素,发现掺入Pt元素后体系的H_ex 得到有效增强, 这是因为掺入Pt元素后体系UCS的数量也得到很大的提高.     

基于MTF识别的大气模糊图象复原

大气传递函数(MTF),H,所引起的图象畸变可看作两个成分的贡献之和:一个确定成分<H>和一个随机成分△H.而<H>又是大气扰动的平均MTF和尘埃雾气微粒MTF的和.实际大气的H是完全未知的,要通过实验测量确定.D.Sadot等人提出了一种改进的滤波器,其中以确定成分<H>作为滤波器的传函,而把△H作为噪音成分对待,但传函<H>的获取要依赖于实时实验测量.显然,伴随PSF实验测量的方法将难以履行某些应用场合(如卫星摄影测绘)的图象复原.此外,经由该方法的复原结果已被表面噪音过重.由于<H>的精确解析式已被Fried等人在总结前人研究的基础上给出,并被实验所证实,但解析式中的Fried参数r₀(表征能见度)仍然是未知的,依然要通过实验测量给出.如果能从模糊图象本身中识别出参数r₀,则可解析求得平均扰动传函<H>.所以关键是如何从识别r₀.本文提出一种大气畸变图象复原的新方法.该技术的先进性在于避开昂贵且费时的实验测量,而直接从模糊图象中识别<H>.我们开发的这种识别是基于以下物理事实:1)<H>包含尘雾微粒MTF和扰动MTF的平均效果,它在秒级照相曝光时间内是确定不变的;2)模糊图象可由具有Gaus传函H_g的Wiener滤波器作近似复原;3)大气传函<H>与H_g和它们所退化的图象都具有相同的一维曲线零截点于是根据同截距理论和事实,首先依据频谱分析理论可由模糊图象求得Gauss传函H_g;再根据本文所导出的近似公式,由H_g求得Fried参数r₀;最后,传函<H>可以按照Fried理论由参数r₀解析确定一个正确的r₀可以产生一个好的复原结果这是由于对模糊主要贡献是<H>,而随机MTF,H,能够通过Wiener滤波器作为噪音加以去除文中给出了由近似Gauss传函H_g和由所识别的大气传函<H>的复原结果通过比较可见,后者比前者有较大的图象质量改善     

一种时间序列的弱非线性检验方法

时间序列的非线性是判定该时间序列具有混沌特性的必要条件.提出一种基于线性和非线性AR模型归一化多步预测误差比值的非线性检验量δ_NAR，采用替代数据法来检测时间序列中的弱非线性.以Lorenz时间序列为例，分析了估计非线性检验量δ_NAR时各相关参数对弱非线性检测性能的影响.通过混沌时间序列非线性检测试验，对4种混沌时间序列中的3种，非线性检验量δ_NAR都表现出比基于AIC模型选择准则的非线性检验量相似文献   

ErP5O14非晶玻璃的红外量子剪裁

研究了Er_1.0P₅O₁₄铒非晶玻璃的红外量子剪裁现象. 从吸收谱和激发光谱的计算比较中肯定了Er_1.0P₅O₁₄非晶 玻璃的1537.0 nm红外荧光为多光子量子剪裁荧光. 从Er_1.0P₅O₁₄非晶玻璃的可见和红外荧光发射光谱中发现激发²H_11/2, ⁴G_11/2和⁴G_9/2能级所导致的⁴I_13/2→⁴I_15/2量子剪裁红外荧光很强;基于自发辐射速率、无辐射弛豫速率和能量传递速率等参数的计算,对其量子剪裁机理进行了分析.发现起源于基态的强下转换能量传递{²H_11/2→⁴I_9/2,⁴I_15/2→⁴I_13/2},{⁴G_11/2→⁴I_13/2, ⁴I_15/2→²H_11/2},{⁴G_9/2→⁴F_7/2,⁴I_15/2→⁴I_13/2}和{⁴G_9/2→⁴I_13/2, ⁴I_15/2→²H_11/2}是导致Er_1.0P₅O₁₄非晶玻璃具有强的三光子和四光子量子剪裁红外荧光的原因.研究结果对改善太阳能电池效率有一定意义.     

基于观测器的模型不确定的耦合时空混沌H∞跟踪控制

考虑子系统的时空耦合作用及模型的不确定性,实现模型不确定的耦合时空混沌的 跟踪控制非常困难.然而耦合时空混沌的每个子系统用一系列模糊逻辑模型逼近,同时考虑子 系统状态的不可测性,采用模糊观测器来估计子系统的状态.由于混沌模型的很多参数和动态 特性很难准确地确定即模型具有不确定性,因此在用模糊模型逼近的同时定会产生建模误差. 基于模糊模型及状态观测器,考虑混沌模型的不确定性,提出一种Ｈ∞ 模糊跟踪控制方法,实现模型不确定性的耦合时空混沌的鲁棒跟踪控制.将控制方 案表征为求解线性矩阵不等式问题,并用凸优化方法 关键词： 耦合时空混沌 模糊模型 模糊观测器 Ｈ∞模糊跟踪控 制 线性矩阵不等式     

基于液体晃动干扰观测器的航天器混沌姿态H_∞控制

针对航天器受液体燃料晃动及内外周期性微小激励耦合影响产生混沌运动的问题,提出了基于神经网络干扰观测器的自适应H∞鲁棒控制方案,以实现充液航天器混沌姿态运动的消除与液体燃料晃动的抑制.基于神经网络的非线性逼近能力设计干扰观测器,自适应跟踪补偿液体晃动、参数不确定及外扰引起的耦合扰动,解决液体燃料晃动角速度及外扰不易直接测量的问题,提高控制器对系统不确定的自适应能力及液体晃动的抑制能力.同时考虑观测误差与模型不精确问题,利用H∞控制策略提高控制器的鲁棒性.通过与现有常用控制策略的对比仿真研究,验证了控制方案的有效性及优势.     

风力发电统一变桨距的双模糊控制策略研究

风电机组输出功率有两个主要影响因素,一个是风速的波动性,另一个是不可控性,对该目标的实现带来了困扰,使得传统控制策略在其稳定性控制方面效果并不理想。针对这一缺陷,提出了统一变桨距的双模糊控制策略。该双模糊控制系统的主体部分由模糊PID控制器和模糊前馈补偿器两部分组成。与传统控制策略相比,双模糊控制策略减小了风电机组输出功率的波动范围,降低了控制器参数的调整频率。仿真结果证明了该控制策略的有效性。     

直驱式永磁同步风力发电机中混沌运动的滑模变结构控制

以直驱式永磁同步风力发电机（D-PMSG）作为研究对象,推导了其数学模型,论证了在某些参数及工作条件下会出现混沌运动,提出了D-PMSG混沌运动的滑模变结构控制方法,通过控制桨距角β来实现.针对风力机系统的非线性,参数变化等特性,根据风力机机理,基于一定假设得到风力机在某一工况点线性模型,进而提出滑模变结构控制方案,充分利用变结构控制对被控对象的模型误差、对象参数的变化以及外部干扰有极佳的不敏感性的优点.仿真结果表明所提出控制方案的有效性,控制响应速度快,控制鲁棒性好,能适用于系统具有不确定 关键词： 风力发电 直驱式永磁同步风力发电机组（D-PMSG） 混沌控制 滑模变结构控制     

混沌状态下永磁同步发电机的故障诊断——LMI法研究

本文以永磁同步风力发电机为研究对象, 在两相同步旋转坐标系下建立了永磁同步发电机的数学模型. 应用时间尺度和线性仿射变换建立了系统混沌模型, 验证了系统在某些参数和工作条件下会出现混沌运动. 随后在考虑系统不确定性的情况下设计了故障观测器, 在系统发生故障时, 通过所设计的故障观测器能对混沌状态下永磁同步发电机的故障做出准确估计. 仿真结果表明基于线性矩阵不等式方法的故障观测器能够对系统故障做出快速准确的诊断. 关键词： 永磁同步发电机 混沌 非线性不确定系统 故障诊断     

冠状动脉系统高阶滑模自适应混沌同步设计

针对冠状动脉系统混沌同步问题, 系统模型受到有界但未知的不确定干扰条件下, 利用几何齐次性理论和积分滑模面设计高阶滑模自适应控制器, 使响应系统在有限时间内跟踪驱动系统, 该方法无需提前预知扰动边界. 采用Lyapunov理论对闭环系统进行分析并证明该控制器保证该系统能够在有限时间内镇定, 从仿真实验结果可以看出所设计的控制器在不确定干扰的情况下系统具有良好鲁棒性和未知参数的自适应性, 为能够有效治疗心肌梗死等冠状动脉疾病提供了一定的理论依据.     

基于混沌粒子群优化算法的异结构混沌反同步自抗扰控制

针对一类连续时间异结构混沌系统, 利用自抗扰控制很强的鲁棒性, 提出了一种异结构混沌系统反同步的自抗扰控制策略.针对所设计的自抗扰控制器参数较多, 难以整定的问题, 提出了应用混沌粒子群优化算法对控制器进行参数寻优设计. 以Lorenz系统和Chua系统两个异结构混沌系统为例进行仿真验证, 由仿真结果可知, 该方法可以实现异结构混沌系统较快的反同步控制, 且具有很强的抗干扰能力. 关键词： 异结构混沌系统反同步 自抗扰控制器 混沌粒子群优化算法 参数寻优     

Robust H_∞ control for uncertain systems with heterogeneous time-varying delays via static output feedback

This paper is concerned with the problem of robust H∞ control for a novel class of uncertain linear continuous-time systems with heterogeneous time-varying state/input delays and norm-bounded parameter uncertainties.The objective is to design a static output feedback controller such that the closed-loop system is asymptotically stable while satisfying a prescribed H∞ performance level for all admissible uncertainties.By constructing an appropriate Lyapunov-Krasvskii functional,a delay-dependent stability criterion of the closed-loop system is presented with the help of the Jensen integral inequality.From the derived criterion,the solutions to the problem are formulated in terms of linear matrix inequalities and hence are tractable numerically.A simulation example is given to illustrate the effectiveness of the proposed design method.     

Cascade adaptive control of uncertain unified chaotic systems

The chaos control of uncertain unified chaotic systems is considered. Cascade adaptive control approach with only one control input is presented to stabilize states of the uncertain unified chaotic system at the zero equilibrium point. Since an adaptive controller based on dynamic compensation mechanism is employed,the exact model of the unified chaotic system is not necessarily required. By choosing appropriate controller parameters,chaotic phenomenon can be suppressed and the response speed is tunable. Sufficient condition for the asymptotic stability of the approach is derived. Numerical simulation results confirm that the cascade adaptive control approach with only one control signal is valid in chaos control of uncertain unified chaotic systems.