水下机器人姿态角LQR-鲁棒方差控制实验研究

采用自动平衡控制系统作为物理仿真系统对水下机器人姿态角控制进行实验研究.结合具体系统设计了鲁棒方差控制器,分析了设计参数和系统参数变化对系统性能的影响.针对系统对大偏差和小偏差不同的要求,采用了LQR控制和鲁棒方差控制复合控制器;结合实际参数不确定范围确定了合理的设计参数范围;进一步结合实际调试中的具体问题确定了适当的系统参数.研究表明,LQR-鲁棒方差控制策略可以保证系统在较大范围的参数变化时保持稳定,有适当的带宽,并对随机干扰实现了合理的抑制.研究结果可供研制水下机器人控制系统参考.     

网络控制系统的输出反馈保性能控制

研究了一类具有不确定时延的网络控制系统输出反馈保性能控制问题.将时延的不确定性建模为系统状态方程系数矩阵的不确定性,在输出反馈条件下,用状态观测器重构系统状态,将保性能控制问题转化为不确定离散系统的输出反馈鲁棒保性能控制问题.利用Lyapunov理论和矩阵不等式方法,得出了输出反馈保性能控制律的设计方法.仿真算例说明了设计方法的有效性.     

基于船舶阻力性能的船型主尺度参数敏感度分析

采用回归分析法研究船型主尺度参数对阻力性能的敏感度。首先确定船型参数及其变化范围;然后,通过均匀试验设计方法在设计空间选取样本点,并采用流体分析软件(Shipflow)对每个样本点进行阻力性能数值计算,进而构建样本集,再采用径向基神经网络生成近似模型,并验证近似模型的精度;最后,利用回归分析法得到船型主尺度参数对阻力性能的敏感度排序。通过研究可确定对总阻力性能影响显著的主尺度参数,从而为船型主尺度优化的顺利进行打下基础。     

某型舰炮保障性参数仿真评价研究

对系统保障影响最大的是系统设计的早期阶段,在决策要提供的保障类型和范围时,就要提出系统的保障性指标.因此,在系统方案设计和论证阶段把后勤保障作为主要因素考虑是保障性设计工作必须的环节.针对舰炮典型任务剖面RMS参数建立系统模型,从系统建模方面对某型舰炮保障性参数仿真模型进行了研究,结合Simprocess装备保障仿真平台的特点和应用,给出了该型舰炮保障性参数——备件数量的仿真评价模型与算法,并对仿真实验进行了分析.仿真结果为该舰炮开展保障性设计,实现保障性目标要求提供了参考或借鉴.     

基于一类2D系统有记忆状态反馈H∞保性能控制

基于Roesser模型研究不确定非线性离散时滞2D系统的H∞控制保性能问题,在非线性项和不确定项满足特定的条件下,分别导出具有H∞控制性能的有记忆状态反馈保性能控制器存在的充分条件,寻找出H∞保性能控制器的优化设计方法,使得闭环系统在渐近稳定的同时,小于某个确定的上界.最后通过仿真验证有记忆状态反馈H∞保性能控制器设计方法的有效性.     

两重化Buck变换器设计研究

本文研究两重化Buck变换器的设计方法。在研究基本型Buck变换器的结构和参数计算方法后,得到两重化Buck变换器的结构和主要器件的参数计算方法。在此基础上,基于相同的输入输出设计要求,设计了基本型和两重化Buck变换器,并得到具体的器件参数。通过PLECS仿真软件进行仿真分析,对比了两者的电气性能。仿真结果表明,两重化Buck变化器输出电压和电流纹波小,电流高次谐波含量低,电气性能显著优于基本型Buck变换器。     

基于Matlab对直流脉冲发电机系统的建模仿真

目前,船舶应用领域的直流脉冲发电机系统设计一般采用相关工程计算和经验确定设备,再通过设备联调来确定系统相关参数,存在设计周期相对较长,控制方式不一定最优等问题.本文借助Matlab/Simulink工具箱,在分析直流发电机数学模型的基础上,通过等效电路方法建立了电枢电流模块、机械回路模块等独立模块,搭建了直流脉冲发电机系统仿真模型,仿真试验验证了系统模型的正确性.该系统模型可为直流脉冲发电机系统设计、控制方法的选择、相关参数的修改等提供依据.     

基于二阶不确定全局滑模控制的导弹控制器设计

研究分析导弹控制系统数学模型,通过对过载被控对象的分析论证,应用二阶不确定全局滑模控制,综合考虑不确定摄动参数,对过载输出和角加速度进行跟踪控制;应用饱和函数减小抖振影响,仿真验证了该控制方案的动态性能和鲁棒性能。     

SPL_PL90_3型半导体激光器驱动电路设计

作为在计算机视觉领域里的新型应用,采用激光为图像的采集添加主动特征点简化了数字图像处理的流程,同时激光的质量也直接影响着特征提取的精度与视觉技术的应用范围,为了满足所用激光性能的稳定性与可靠性要求,根据半导体激光器的驱动模型分析了影响脉冲激光驱动电路放电品质的因素,对驱动电路中关键元器件参数的确定进行理论推导与仿真分析,并对激光器件进行基于微控制器的温度控制设计,最后通过SPL_-PL90_-3型半导体激光器建立驱动实验对理论分析加以验证,为大功率窄脉冲半导体激光器的驱动设计提供参考.     

基于EASY5的船舶电液舵机系统仿真研究

舵机电液系统仿真是研究船舶舵机液压系统动态性能的重要手段,通过仿真可得出液压缸油腔体积变化、负载变化等对系统的具体影响.针对某船舶舵机电液伺服系统,建立了基于MSCEASY5仿真平台的仿真模型,通过选择典型工况和参数设定值对仿真模型进行校核和调试,并以此仿真模型对几种典型工况的动态性能进行仿真分析,研究结果为该型船舶舵机液压系统的设计、试验和使用提供参考.     

船用柴油机工作过程故障诊断的仿真研究

利用计算机数值计算方法进行了船用柴油机性能故障的仿真计算,通过对各故障下热工参数的特征分析,揭示了热工参数在不同性能故障、不同运行工况和不同航行工况下变化规律,探讨了热工特征参数的优化选择、性能故障的分类和计算机仿真建模等问题,提出了热工参数的相对偏差分析法,并介绍了人工神经网络在船用柴油机故障诊断中的具体应用。     

基于H_∞和μ综合的防空导弹鲁棒控制器设计

防空导弹飞行环境复杂,气动参数变化剧烈,使得被控模型存在有界干扰和不确定性参数大范围摄动;以俯仰通道为例,建模分析测量噪声和执行机构的不确定性,分别应用H∞和μ综合方法进行鲁棒控制器分析设计,仿真验证了鲁棒控制良好的动态性能和鲁棒性能。     

某船用柴油机SCR尿素喷射系统结构参数仿真优化

在建立的SCR系统三维仿真模型基础上,首先通过仿真性能分析,初步确定了尿素喷嘴位置、喷孔直径、喷孔数目及喷射方向等尿素喷射结构参数范围,然后采用正交试验法确定尿素喷射结构参数仿真试验方案。以NO_X转化率为优化目标,通过极差分析和方差分析得到优化的尿素喷射结构参数方案为:喷嘴与催化剂入口距离为7倍管径,喷嘴孔数为6孔,喷嘴孔径为0.6 mm,喷射锥角为30°。     

捷联式陀螺仪闭环控制电路的设计

为了提高捷联式陀螺组件动、静态性能,必须对陀螺仪数学模型和校正网络进行优化.通过对陀螺仪模型的系统分析和仿真,对陀螺仪控制电路中的校正网络进行改进设计,确定电路的具体参数.测试结果表明,回路的噪声得到有效抑制,固有频率明显提高,动态与静态性能均达到技术指标要求.     

水面舰船航行性能MDO系统顶层设计研究

水面舰船航行性能设计是一个典型的多学科设计优化问题,适宜于采用基于系统工程思想的MDO创新设计理念和方法。文章首先分析了水面舰船航行性能设计领域开展MDO应用研究的重要意义,之后阐述了MDO概念内涵;制定了总体研究思路,确定了系统设计目标、技术指标及顶层设计技术方案,剖析了需要首先解决的若干关键技术,并给出关键技术的攻关建议。     

用带优化的非线性PID控制方法设计鱼雷控制器

提出了一种带优化修正函数的非线性PID控制器设计方法，通过对控制器参数离线寻优，并对修正函数在线优化调整，可用它设计出性能优良且易于工程实现的控制器。然后用该法为某型鱼雷非线性系统设计了弹道深度控制器并在各种入水条件下进行了仿真研究。仿真结果表明，所设计的鱼雷非线性弹道深度控制系统具有良好的动、静态特性，且对鱼雷入水条件的变化具有较强的适应性。     

潜艇动力平台训练仿真系统总体设计与实践

针对舰(潜)艇动力平台模拟训练的需要,分析训练仿真系统的发展现状,研究舰船动力训练仿真系统设计中的基本体系结构和关键技术问题。在此基础上,结合典型的潜艇动力平台系统,给出训练仿真系统的详细设计方法和实现技术,包括训练仿真系统的功能要求分析、总体体系结构设计、软件系统设计、实时性能仿真模块化模型的建立方法和模型库的构建与实现,以及硬件接口系统的设计技术等。     

基于SVPWM算法的船用永磁同步电机建模及仿真

永磁同步电机结构简单、可靠性强,已经得到了广泛应用,但是其控制系统与电机参数、外部扰动有关,为了提高其控制性能,扩大调速范围,需要设计有效的控制策略。本文以船用永磁同步电机为研究对象,建立其数学模型,并研究分析了其矢量控制原理和SVPWM技术。在此基础上,设计了电机调速系统的双闭环调节器,最后利用MATLAB/Simulink仿真平台,对SVPWM算法和永磁同步电机进行仿真验证,仿真结果符合实际情况。     

一种接收系统电路容差分析研究

对影响电路容差性能的关键参数进行仿真、分析和调整,优化电路容差性能。根据容差分析的一般流程,利用Mentor软件对一种接收系统模拟电路的参数进行容差仿真,采用蒙特卡罗法、最坏情况法和参数扫描法对电路容差的稳定性进行分析。通过调整元器件的标称值、精度及温度系数等参数,改进了电路的容差性能,达到了设计要求。仿真结果表明,调整元器件的重要参数,可以改变电路的容差性能,优化所设计的电路,节省设计时间和设计费用,为提高产品的可靠性提供了一种新的途径。     

舰船推进系统仿真模块化建模体系研究

在舰船推进系统中,系统仿真技术的应用非常广泛,如动力机械的性能分析、系统的动态特性预测、控制策略的研究及参数确定、设备系统的状态监测研究以及各类训练模拟系统的研制等。仿真工具选择与系统模型是仿真应用中的两个重要方面,各种不同的仿真工具各有特点,但它仅仅为系统仿真提供一个平台,而建模方法是确定仿真应用所具有的能力和可能存在的局限的主要因素。目前,在舰船推进系统性能仿真中采用的建模方法有多种,本文按照逐层分解的方法建立了推进系统的模块化建模体系,并给出了具体应用实例。