船舶航迹滑模控制器的输入—输出线性化方法设计

针对船舶航迹非线性被控对象中的非线性环节,论述了如何通过输入—输出线性化方法,将船舶航迹控制的数学模型进行近似线性化,并在此基础上提出一种简明实用的滑模控制方案.结果表明,此方法是成功可行的,其控制规律对系统工作条件的变化具有较好的鲁棒性.     

非线性光纤中时间光孤子对相互作用等效粒子理论

视相互作用为扰动,应用等效粒子观近似处理了非线性光纤中传播的不等幅双孤子之间的相互作用,给出了孤子运动的牛顿方程,分析了相互作用减弱的起因.结果表明,不等幅孤子对的相互作用近似为依赖于传输距离的局域相互作用因子和与传输距离无关的非局域相互作用因子之积,局域因子在孤子对传输过程中使孤子相互作用在吸引和排斥之间交替变化,其在大尺度上的平均导致了不等幅孤子相互作用的显著削弱.     

非线性系统的直接反馈线性化及水位控制系统

本文简要介绍了非线性系统的直接反馈线性化（ＤＦＬ）的理论和方法，推导了非线性的不位的ＤＦＬ补偿律及其结构，并给出了计算机控制方案。     

规则纵浪中船舶参数激励横摇运动的鲁棒控制

为有效控制船舶在参数横摇运动中的失稳状态,根据规则纵浪中船舶参数横摇系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器.采用精确反馈线性化方法将纵浪中船舶参数横摇系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器.在考虑不同的干扰和模型摄动情况后进行了仿真试验.仿真结果表明该控制策略对于船舶参数横摇系统十分有效,且鲁棒性能令人满意.算法的设计过程简单,物理意义明显.     

船舶非线性横摇运动方程的线性化研究

考虑阻尼力矩和恢复力矩的非线性,运用能量法对正横规则波中船舶非线性横摇运动方程进行等效线性化,导出等效线性系数表达式,并验证其工程实用性,为船舶横摇预报提供理论分析计算模型。     

直接基于位移的橡胶支座基础隔震剪力墙结构设计方法

提出设置橡胶支座的基础隔震剪力墙结构(BRSW结构)直接基于位移的设计方法(DDB设计方法),该设计方法以橡胶隔震支座的水平位移和上部剪力墙结构的最大层间位移角作为性能参数,同时考虑了橡胶隔震支座和上部剪力墙结构的非线性.文中首先给出了DDB设计方法的基本假定和BRSW结构在不同地震水平下的性能目标;然后给出了DDB设计方法的设计步骤和设计实例;最后利用非线性动力弹塑性时程分析方法验证了DDB设计方法的有效性.研究结果表明,以抗震设计规范(GB50011-2010)的位移反应谱为基础,DDB设计方法的结果为非线性动力弹塑性时程分析方法结果的近似包络值,DDB设计方法是一种偏于保守的设计.     

波浪作用下沉入式大圆筒结构与海床土耦合系统的动力分析

基于大型通用有限元软件MSC．Marc，通过二次开发成功地将土动力学中的等效线性模型和等效线性化算法引入其中．并对所建立的结构一波浪一海床耦合系统的有限元模型进行了动力计算，且对耦合系统中的接触面效应进行了考察。结果表明，等效线性模型与线弹性模型相比，能较好地反映土体的非线性变形特性，接触面的存在会增大耦合系统中结构的位移，且土体变形越大，接触面效应越明显。     

承船厢二维非线性晃动的分析

本文根据流体力学势流理论和刚体动力学原理并借助"Mathematica"符号计算软件,建立了描述升船机承船厢悬挂系统的刚体竖直振动及纵摆振动和厢内水体运动相互耦合的非线性动力学数学模型,推导了非线性耦合动力学常微分方程组及其线性化方程的系数矩阵,提出了系统线性稳定性的判定方法;通过计算三峡全平衡垂直升船机钢丝绳卷扬方案承船厢悬挂系统的线性化动力学方程系数矩阵的特征值,并对非线性微分方程的动态响应进行数值仿真,对升船机承船厢悬挂系统的稳定性以及非线性因素对稳定性的影响等问题进行了初步的研究.     

基于动态反馈线性化的海洋机器人近水面横摇减摇控制

海洋机器人在近水面低速航行时,在海浪干扰下将产生横摇运动,严重影响机器人安全性能,因此利用零航速减摇鳍系统对横摇运动加以有效控制.针对机器人非线性运动模型及零航速减摇鳍升力模型的特点,利用动态反馈线性化方法设计横摇减摇控制规律.该方法通过将原系统扩展为含有伪状态变量的新系统,实现系统线性化,解决由减摇鳍升力模型引起的系统非线性形式控制输入的问题.理论证明及仿真结果表明该横摇控制规律是稳定有效的.     

基于线性化滑模控制的主动队列管理算法

针对TCP网络中的拥塞现象,论文提出了一种基于线性化滑模控制的主动队列管理算法,应用线性化的方法处理系统模型的非线性,并设计滑模控制器来补偿系统不确定性对控制的影响,通过Simulink仿真,证明了所设计控制器能够克服系统不确定性,迅速使队列长度稳定在期望值附近,有效避免拥塞现象的发生.     

基于采样的非线性滤波算法比较

在处理目标跟踪等动态系统实时估计问题中,通常采用EKF作为状态估计方法提高估计精度。由于EKF进行非线性估计存在一些缺陷,将系统进行线性化近似存在估计误差,从而影响目标跟踪的精度。为了获得更高的估计精度,介绍了几种非线性滤波算法,包括unscented卡尔曼滤波算法、简单粒子滤波算法以及无味粒子滤波算法（UPF）。分析了这几种算法的原理和实现,对各种算法的适应性进行了比较。通过目标跟踪仿真实验,表明UKF、PF较EKF估计精度和收敛速度有所提高。     

一种双电力推进无人水面艇的非线性建模、仿真和实验

针对水面艇运动过程中的非线性因素和线性化建模方法的不足,提出了一种由直流电机驱动固定双桨的无入水面艇非线性建模方法.基于所建模型采用直接数值求解方法对无入水面艇进行运动仿真,分析船体运动的全过程.海上实验结果与仿真结果相符,验证了所建非线性模型的正确性.与经典的线性化建模方法相比,非线性建模方法能更好地对无入水面艇运动的全过程进行分析.     

基于反馈线性化与闭环增益成形的减摇鳍控制

根据减摇鳍系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器。通过采用精确反馈线性化方法将减摇鳍系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器。用Matlab的Simulink工具箱分别对相同海况下未进行减摇控制、已设定航速及航速减半状态时采用减摇鳍控制的非线性数学模型进行仿真。仿真结果表明,该控制策略对于减摇鳍非线性控制系统是十分有效的,特别是鲁棒性能令人满意。算法的设计过程简单,物理意义明显。     

设备典型接合面的刚度线性化处理方法研究

舰艇设备结构复杂,存在大量的接合面,冲击载荷通过接合面来传递,因此接合面的动力学特性模拟是冲击情况下舰艇设备动响应计算的关键技术。文章选取一舰艇设备进行有限元模拟,利用刚度等效与动力等效的方法对设备典型接合面间的刚度进行线性化处理。利用试验获得的设备基础冲击环境数据作为输入载荷,采用动力设计分析方法对设备进行动响应计算,并与试验结果进行对比,结果表明文中给出的接合面刚度线性化处理方法满足工程需要。     

基于输入状态线性化的船舶航迹系统鲁棒控制及仿真

本文将Hoo环增益成形鲁棒控制与输入状态精确反馈线性化结合,针对船舶航迹控制系统的非线性数学模型,采用Nomoto船舶模型,给出了一种鲁棒控制器的设计方法。这种算法是对船舶航迹非线性系统进行输入一状态线性化的基础上,然后与闭环增益成形算法相结合而设计出来的控制律。以某船为对象,利用Matlab／Simulink工具箱对新的控制器进行数值仿真,结果表明该控制规律有比较理想的控制效果,在加入扰动后,该控制器能使船舶行驶在预设航迹上,对外界风浪干扰有较强的鲁棒性。     

积分变结构控制原理在AUV航向控制中的应用仿真

文章研究了积分变结构控制在自主水下机器人(AUV)航向控制系统中的应用,建立了AUV水平面的非线性模型,并在特定的工作点对模型进行了线性化处理,得到了AUV的控制设计线性模型.根据变结构控制理论设计了积分变结构控制器,并给出了消除抖振的方法.仿真试验验证了该设计方法的有效性.     

考虑定常兴波影响的辐射问题去奇Rankine源方法数值计算

随着中高速船舶在海洋资源开发中的广泛应用,航速对船舶在波浪中摇荡运动的影响受到重视。本文基于势流理论,采用非均匀有理B样条(NURBS)表达物面,应用去奇Rankine源方法求解流场速度势;推导了兴波问题的二阶近似非线性自由面边界条件,以及考虑二阶近似非线性兴波影响的辐射速度势的线性自由面和物面边界条件。本文编程首先数值计算了Wigley船型的近似非线性兴波问题,将计算的线性和非线性兴波阻力系数与文献结果做了比较;然后数值计算了计及线性定常兴波影响的下潜圆球有航速辐射问题,将计算的附加质量和阻尼系数与文献结果比较。本文计算结果与文献结果吻合程度较好,验证了本文数值计算方法的有效性。文中还给出了兴波波形和辐射波形。     

永磁同步电动机的反馈线性化控制

针对交流永磁同步电动机（PMSM）多变量、强耦合，非线性的特点，设计了状态反馈线性化控制器，用于速度环的调节。该方法可将原系统有效的解耦线性化，然后利用线性化方法进行综合，仿真结果证明，该算法可以得到理想的动静态性能。     

射频功放的非线性分析与线性化技术

分析了射频功率放大器的非线性特性，对常见的功率放火器线性化技术的原理和实现方法进行了系统的分析，比较了它们的优缺点，为选择射频功率放大器的线性化技术提供了重要的参考。     

用谐波小波变换法研究船舶横摇的非线性动力特性

本文探索了一种用小波分析的方法来研究船舶非线性横摇系统的运动.对于非线性非自治系统的响应主要有周期、准周期和混沌几种状态.而在系统参数变化时,又由周期分叉形成了准周期和混沌.因此,需要对周期解做更多的研究.当系统响应是周期的,通过小波变换,可以得到一些不同频率的谐波,这些谐波与谐波平衡法得到的解非常相似,因此也就可以作为系统的近似解.如果系统响应是混沌的,通过小波变换,始终都得不到周期的信号,这一点明显区别于周期运动.也就是说通过小波变换这种方法,可以明显地区别出混沌和周期.