基于模糊PI控制的激光器频率跟踪锁定技术

针对谐振式光纤陀螺用光纤激光器频率跟踪锁定应用需求,提出一种基于模糊PI控制的激光器频率跟踪锁定方法。首先对频率跟踪锁定控制总体方案进行了叙述,综合利用模糊控制的快响应和PI控制的高精度技术优点;其次,重点进行了模糊控制器的设计和仿真,阐述了模糊控制流程和方法,并设计了模糊控制器的FPGA程序代码;最后,搭建了基于模糊PI控制的激光器频率跟踪锁定实验测试系统,实现了光纤激光器中心频率对光纤谐振腔谐振频率的快速跟踪锁定控制,为谐振式光纤陀螺应用奠定了技术基础。     

基于双闭环PI控制的短电弧加工脉冲电源设计

针对传统短电弧电源在负载发生突变时,存在功率管开关冲击大、输出电压波形超调量大、电压幅值大幅度调节时稳定性差等问题,设计了基于双闭环PI控制优化方案的短电弧加工脉冲电源.该电源在传统硬件PI闭环控制的基础上结合数字PI闭环控制,实现分段PI、双闭环控制,电源主电路设计采用两级调制的设计方案.通过基于MATLAB软件仿真的实验结果表明:相比传统硬件PI闭环控制方式,采用双闭环PI控制优化方案的新型短电弧加工脉冲电源输出电压波形的超调量及超调时间均得到减少,具有更加良好的稳态和动态特性;短电弧铣削加工实验验证表明:采用电压值10～30 V、占空比30%～90%、频率200 Hz～800 Hz可调电参数时,短电弧加工质量好,验证了该电源稳定可靠、输出特性良好的性能.     

折线Mamdnai模糊系统及其权值参数的萤火虫优化算法

折线Mamdnai模糊系统是基于折线模糊数的线性运算构造的系统模型,其主要特点是前件模糊集及后件中心连接权均取值于由有限个有序点决定的折线模糊数.依据折线模糊规则建立了折线Mamdnai模糊系统模型,进而基于适应度函数、荧光素和决策半径设计了该系统权值参数的萤火虫优化算法,以优化该系统的后件中心连接权参数.最后,通过一个双输入单输出仿真实例,验证了该萤火虫优化算法的有效性.     

编码激励医学超声成像的仿真

数字编码超声采用编码脉冲激励换能器,在接收端进行脉冲压缩,提高了超声发射能量及回波信噪比.Golay码具有完美的旁瓣抵消性能,基于Golay码的编码激励超声成像技术可以获得良好的脉冲压缩效果.介绍了编码激励超声成像原理、Golay码激励超声成像技术及性能特点,并进行了仿真研究.仿真结果表明,Golay码激励及回波信号匹配滤波能够明显增加回波信噪比,提高探查深度或/和空间分辨率.     

用ADS实现OFDM子系统建模

在阐述OFDM系统基本原理和研究OFDM发射系统的物理建模基础上，构建了一种基于ADS的OFDM发射系统的仿真模型，仿真结果表明该仿真模型与理论OFDM系统模型基本一致．该模型有助于进一步开展对OFDM信号非线性校正算法的研究．     

和田玉超声波数值模拟分析及回波信号特征分析

和田玉的无损检测对其价值有着重大的意义,可为后续的加工、雕刻和收藏提供有力的依据.针对目前和田玉的力学性能以及声学特性,根据各向同性介质的线弹性本构方程,建立了压电超声无损检测和田玉的有限元仿真模型,对回波信号特征进行了时域分析、频域分析和EMD分解,并计算出EMD分解后各IMF分量的能量熵.通过对仿真模型的波场快照和...     

虚拟企业生产物流系统建模仿真

分析了虚拟企业生产物流的层次结构,以注塑机中的螺杆零件为例,应用IDEF0建模方法构建了虚拟企业生产物流系统各层次的功能模型.基于IDEF0模型与SIMIO软件的对应关系建立了仿真模型,依据仿真数据能够判断生产物流系统运行的瓶颈、分析原材料采购与配送等问题,为进一步优化虚拟企业生产物流提供依据.     

储能系统对并网型风光分布式发电系统输出的影响分析

为解决风力发电和光伏发电等间歇式电源输出功率波动引起的电网电能质量下降问题,提出了利用储能系统来提高间歇式电源并网点的功率稳定性以及改善电能质量.采用间接组合建模的方法建立基于PSCAD/EMTDC的典型风力发电、光伏发电和蓄电池储能的单元模型,并在此基础上构建风电/储能、光伏/储能、风电/光伏/储能系统,并进行仿真和电能质量分析.系统仿真结果表明:储能系统能有效改善间歇式电源功率输出的稳定性和电能质量.     

T-S模糊Markov跳变系统的有限时间H∞异步控制

针对一类在Takagi-Sugeno模糊规则下的Markov跳变系统,研究了基于模糊状态反馈控制器的有限时间H_∞异步控制问题。采用隐Markov模型刻画了模糊控制器与原系统的异步现象。首先,通过构造Lyapunov函数,运用有限时间有界性和H_∞控制理论,得到了闭环系统H_∞有限时间有界的充分条件。其次,设计了模糊状态反馈异步控制器,使得闭环系统H_∞有限时间有界。最后,通过仿真算例验证了方法的有效性和可行性。     

PI控制的有时延遥操作系统仿真平台的建立

对二自由度主从遥操作机器人进行了详细的运动学和运动力学分析,得到了二自由度机器人的状态空间方程,再此基础上建立了遥操作系统中各个子系统详细的数学模型,搭建了一个比较完善的遥操作系统研究的仿真平台.为从端机械臂设计了PI控制算法来控制从机械手,使之跟随主机械手的运动.最后,在该实验平台进行了主从遥操作机械手的位置跟踪和力反馈实验.实验结果说明,当系统存在固定时延时,在本地PI控制器的作用下,从机械手在自由空问运动时,系统具有较好的稳定性和跟踪性能;而从机械手与坚硬的环境交互作用时,遥操作系统的稳定性要受到影响,主从机械手的运动有一定的波动.这就证明了力反馈对有时延遥操作系统的稳定性有不好的影响.但总体上说,在人手对主机械手有一定控制能力的条件下,PI控制器能在一定程度上保证从机械手对主机械手的位置跟踪.     

基于K-L分解的斜拉索-磁流变系统建模及减振控制研究

针对斜拉索-磁流变阻尼器系统, 提出一种数据驱动的分布参数系统建模方法. 利用K-L时空分解方法得到表征系统空间结构的空间基函数, 将其与系统输出作内积求出表征系统状态幅值的时间序列, 根据时间序列和外载荷等数据信息, 利用递推最小二乘算法辨识时域ARMAX模型, 将空间基函数与时域ARMAX模型进行空间重构得到空间ARMAX模型, 最后对该时域ARMAX模型进行预测控制. 实验结果表明 建立的分布参数系统模型计算量小、精度高, 可以满足实际工程要求; 采用的预测控制方法能够对斜拉索-磁流变阻尼器分布参数系统模型进行有效的减振控制.     

MIMO无线信道建模及性能评估

基于开阔地随机模型假设，分析了多天线无通信系统的典型统计模型和物理模型两种信道建模技术，推导出基于空间衰落相关性的克罗内克积模型和基于路径的统计簇模型，并通过仿真比较了两种模型的性能。结合多天线信道矩阵的特征分析方法，设计利用多天线系统并行子信道的MEA-SVD算法来获得高的阵列增益。该算法包括跟踪和训练两种工作模式。考虑克罗内克积信道模型时，我们对接收机采用MEA-SVD算法时系统性能进行仿真评估，并指出了在实际应用中存在的局限性。     

Eclipse环境下桥梁检测车三维模型的构建与控制

针对桥梁检测车操作人员无法直接观察桥检车机械臂的动作状态的问题,提出构建桥检车的三维模型,能够实时动态地跟踪显示出桥检车机械臂的动作状态.以Eclipse作为软件开发平台,基于OpenGL ES实现桥检车的三维模型构建和控制给出直接三维建模法与插件三维建模法.实验结果表明,2种方法均可实现桥检车三维模型的构建与控制,对于规则三维模型的构建与控制,直接三维建模法要优于插件三维建模法.     

基于图像处理的荧光显微神经丝运动跟踪研究

神经丝蛋白质是具有细长突起的细胞中突起部分的重要组成单位,通过跟踪神经丝蛋白质,可以研究医学神经退行性方面的疾病.针对人工手动跟踪神经丝蛋白质效率低、主观性强等问题,提出了一种基于图像处理技术的神经丝蛋白质自动跟踪的全新方法.该项目构建了适应于视频中荧光显微下神经丝蛋白质运动目标检测的图像采集软件系统,通过MATLAB拆分视频获得每一帧神经丝蛋白质图像,研究了适合于该图像的预处理方法.采用间隙统计法对神经丝蛋白质图片进行分析处理,使用K-means聚类分割算法逐次收敛出不同类别的对象.利用主动轮廓模型将初始轮廓迭代收敛为神经丝蛋白质的轮廓.通过每一帧蛋白质的位置坐标,得到神经丝蛋白质的运动路径,从而达到跟踪的目的.系统能够有效的提取出视频中的神经丝蛋白质,实现实时跟踪,减少了运算时间,提高了跟踪精度.     

基于失真传递的时域自适应量化算法

码率控制是视频编码器中的关键模块,其算法直接决定编码器率失真性能.视频编码帧间预测导致的编码失真会在时域产生传递效应,考虑该传递效应是优化码率控制算法性能的关键.宏块树码率控制是一种典型的时域量化控制算法,核心是根据编码单元失真传递量(相对传递代价ρ)自适应地调整量化参数(偏移量δ),合适的δ-ρ映射关系是宏块树量化控制算法的核心.宏块树算法采用基于经验的δ-ρ模型,对不同视频序列的普适性有待改进,模型准确度和精度也需进一步优化.针对上述问题,将竞争决策方法用于探索最优δ-ρ映射关系,提出了一种率失真性能优化的失真时域传递自适应量化δ-ρ模型,以改进时域自适应量化算法.实验结果表明,信噪比BD-PSNR较原模型提升了0.14dB以上,SSIM性能提升了0.29dB.算法能更好地控制码率时域分配,降低失真时域传递恶化.     

PID模糊镇定算法在液位控制系统中的应用

鉴于液位过程控制系统是时变、非线性、多干扰的复杂系统,因此通过对过程控制装置中双水箱液住系统的分析,建立相应控制策略,提出采用PID模糊镇定算法,并基于MATLAB仿真和MCGS组态软件进行相关应用实现．仿真和应用实现效果均表明：采用模糊PID控制的下水箱液位较常规PID控制具有响应速度快,且能较快地达到稳定,从而改善系统的性能．     

基于模糊综合控制的UCONF模型构建与分析

提出了基于模糊综合控制的UCONF(usage confrol fuzzy)模型,同时给出了基于模型的引用监视器.该模型保留了使用控制模型的过程连续性和属性可变性.利用模糊综合逻辑计算可信度,通过可信度简化了UCON的授权策略,可动态改变所授权利,方便权利授予或撤销,增强了模型的可管理性和可实施性.分析表明本模型充分体现了开放式网络环境中主体间的可信关系,适合解决动静结合的访问控制问题,确保了信息系统的安全控制.     

任意初态下的扰动系统学习控制

针对任意初态下带有扰动的线性定常系统, 提出了相应的控制算法。该算法将受控过程分成无穷个子过程, 系统利用上一子过程的输入输出信息来调节当前过程的输入,以期获得更好的控制效果。在控制过程中, 基于迭代学习控制思想, 借助初始修正手段, 可使系统的跟踪误差达到任意小, 且当系统无扰动时,在指定区间内可实现完全跟踪。最后, 通过仿真算例, 验证了算法的有效性。     

任意初态下的扰动系统学习控制

针对任意初态下带有扰动的线性定常系统, 提出了相应的控制算法。该算法将受控过程分成无穷个子过程, 系统利用上一子过程的输入输出信息来调节当前过程的输入,以期获得更好的控制效果。在控制过程中, 基于迭代学习控制思想, 借助初始修正手段, 可使系统的跟踪误差达到任意小, 且当系统无扰动时,在指定区间内可实现完全跟踪。最后, 通过仿真算例, 验证了算法的有效性。     

一种检测微弱正弦信号的新方法

基于混沌相平面变化检测弱信号的工作原理,通过分析Duffing方程的基本模型及其变换模型,提出了一种当多个被测弱信号频率接近时,通过改变参考信号频率进行弱信号检测的新方法,并给出了详细的理论和数学分析.仿真结果表明了该方法的有效性和可行性.