分数阶系统极点分布与时间响应

与传统线性定常控制系统相比,分数阶线性定常系统极点分布与时间响应关系有所不同.本文通过分析多值函数特性在黎曼平面中的表达以及s-平面与w-平面的映射关系,给出了分数阶线性定常系统极点分布与时域响应的定性关系.对位于第二黎曼平面的极点更加远离s-平面的右半平面给出了形象化解释,并称其对应的时间响应为"超阻尼"响应.最后介绍了一种分数阶线性定常系统的稳定性判据.     

起重机小车吊重动力学系统状态空间重构

为获得桥门式起重机吊重摆角和摆角角速度等系统状态变量,计算得到状态观测器与小车吊重系统输出的差值,再经过观测器的增益向量调节送至观测器的反馈输入端.在系统参数确定时,观测器的极点位置是影响观测时间的主要参数.为了使观测器精确重构状态变量,将观测器的极点配置在复平面负实轴上,观测器极点分布与观测时间关系曲线的平缓变化区域.     

含分数阶导数微分方程的数值求解

基于精细积分方法,结合差分格式,提出了含有分数阶导数微分方程的数值求解方法,并对含有分数导数的一阶和二阶微分方程进行求解.所论方法首先引入差分格式,将含有分数阶导数的一阶和二阶微分方程变为一阶的常微分方程,然后再用精细积分方法逐步积分进行求解.文中不仅给出了详细的理论推导,而且还给出了相关的数值算例.数值算例对不同的分数阶微分方程进行了讨论,探讨了不同的分数阶和时间步长对计算结果的影响,并将计算结果与文献中相关算法的计算结果进行了比较.数值结果表明了所提的求解策略在求解分数阶导数模型时的可行性,以及较高的计算精度和较好的稳定性.     

含分数阶导数微分方程的数值求解

基于精细积分方法,结合差分格式,提出了含有分数阶导数微分方程的数值求解方法,并对含有分数导数的一阶和二阶微分方程进行求解.所论方法首先引入差分格式,将含有分数阶导数的一阶和二阶微分方程变为一阶的常微分方程,然后再用精细积分方法逐步积分进行求解.文中不仅给出了详细的理论推导,而且还给出了相关的数值算例.数值算例对不同的分数阶微分方程进行了讨论,探讨了不同的分数阶和时间步长对计算结果的影响,并将计算结果与文献中相关算法的计算结果进行了比较.数值结果表明了所提的求解策略在求解分数阶导数模型时的可行性,以及较高的计算精度和较好的稳定性.     

基于神经网络的分数阶PIα控制器的设计与实现

分数阶控制器与传统PID控制器相比具有更好的适应性,并且为更好地调节分数阶控制系统性能提供了可能性.然而,由于分数阶控制器引入了两个附加的参数α和β,从而使分数阶PIαDβ控制器参数的确定变得更加困难.为了改进这一问题和进一步提高分数阶PIαDβ控制器对系统不确定性的适应能力,文章简明且不失一般性地提出了一种基于神经网络的参数自调整分数阶PIα控制器.讨论了所采用的离散化方法和分数阶控制器的设计方法,对神经网络结构和控制器参数自调节方法给出了详细论述.实验结果表明,所设计的控制器不仅保持了常规分数阶PIα控制器的特性,而且还具备了更好的适应性和参数自调节能力.     

一类分数阶非线性微分方程组的显式算法

讨论了一类分数阶微分方程组的一种数值算法,根据Caputo导数的性质,将分数阶微分方程组转化为Volterra积分方程组,再利用求解普通积分方程的Adams技巧,建立了分数阶微分方程组的一种显式数值算法,证明了该算法的收敛性与稳定性,并给出了数值仿真实例,证实了算法的有效性.     

交流电机调速系统的分数阶PIλ控制

主要讨论了分数阶PIλ控制方法并将其应用到交流电机调速系统中.介绍了分数阶PI控制器的设计,并利用Tustin算子生成函数将分数阶微积分由S域变换到Z域,利用连分式方法展开,实现了分数阶PIλ控制器的离散化.将其应用到交流电机调速系统,对分数阶控制器和传统整数阶PID控制器控制特性进行实验对比,研究结果表明:分数阶PIλ控制器相比传统整数阶PID控制器具有更好的控制效果.     

分数阶干扰观测器在电机调速系统中的应用

针对交流电机调速系统是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统,电机参数的变化、非线性、不确定性等因素不仅引起转矩脉动和误差,同时也引起线性PI控制器性能下降的特点,提出了一种PI控制和分数阶干扰观测器相结合的控制方法.这种方法通过构造分数阶干扰观测器来预测该结构系统中的各种干扰,并根据预测到干扰信息进行补偿以抑制干扰对系统的影响.仿真实验表明,这种控制方法具有较强的适应性和稳定性.     

乘性噪声作用下延迟分数阶系统中的随机共振

时间延迟是动力系统的共同特性，在科学领域中得到广泛应用. 分数阶微积分具有时间记忆性和长程空间相关性，能更好地描述具有记忆、路径依赖性的物理过程，但很少文献研究延迟分数阶系统中的随机共振现象. 为此，研究乘性噪声作用下延迟分数阶系统中的随机共振. 基于线性系统理论，利用拉普拉斯变换和小延迟近似方法，得到了分数阶系统输出幅度增益（output amplitude gain，OAG）表达式. 研究结果表明:OAG是延迟时间的非单调函数；在OAG与乘性噪声的强度和相关率、随机延迟的相关率，以及分数指数和系统驱动信号频率的关系曲线上出现了随机共振现象；当乘性噪声强度较小，以及乘性噪声相关率相对较小或相对较大时，OAG随阻尼系数的增大而减小；而当乘性噪声强度较大，以及乘性噪声相关率取中间值时，OAG随阻尼系数的增大而增大.      

线性控制系统的推广极点配置法

探讨了单输入线性定常控制系统当其状态不完全能控时的极点配置问题，得到了一个比传统极点配置更具一般性的定理，即推广极点配置法。定理指出了状态不完全能控的系统可在一定程度上配置极点及其算法。笔者对该定理进行了严格证明，并举例说明了推广极点配置法的有效性。     

Controllability, Observability and Stability for a Class of Fractional-Order Linear Time-Invariant Control Systems

IntroductionThe concepts of controllability and observabil-ity,introduced by Kalman[1] ,are of extreme im-portance in control theory and engineering. Thereal objects are generally fractional[2 ] ,however,the control systems used so far are all consideredas integer- order systems.Disregarding the real or-der of the systems was caused mainly by the com-plexity and the absence of adequate mathematicaltools.The fractional calculus theory was devel-oped by a lotof mathematicians and the applicatio…     

分数维环式单向耦合Lorenz系统的同步

主要采用分数维方法,基于Lapk变换,对环式单向耦合的3个Lorenz混沌系统的同步进行了研究,并对取得的结果作了相关数值模拟,模拟结果证实我们取得的成果的正确性和有效性．     

关于结构的可加性扰动的鲁棒极点配置

讨论了ＳＩＭＯ系统和ＭＩＳＯ系统在结构的中加性扰动下实现鲁棒的任意极点配置的充分必要条件,得出了有可能实现鲁棒任意极点配置时控制的阶次。并通过引入循环矩阵的方法将上述结果推广到ＭＭＯ系统,得到了线性多变量系统在结构的可加性扰动下实现鲁棒的任意极点配置的条件。     

平面一阶非线性椭圆型方程组的Riemann边值问题

本文研究平面非线性椭圆型方程组的Riemann边值问题:在假设条件(A1)、(A2)、(A3)之下,证明了该问题存在唯一的解1相似文献   

METADATA EXPANDED SEMANTICALLY BASED RESOURCE SEARCH IN EDUCATION GRID

With the rapid increase of educational resources, how to search for necessary educational resource quickly is one of most important issues. Educational resources have the characters of distribution and heterogeneity, which are the same as the characters of Grid resources. Therefore, the technology of Grid resources search was adopted to implement the educational resources search. Motivated by the insufficiency of currently resources search methods based on metadata, a method of extracting semantic relations between words constituting metadata is proposed. We mainly focus on acquiring synonymy, hyponymy, hypernymy and parataxis relations. In our schema, we extract texts related to metadata that will be expanded from text spatial through text extraction templates. Next, metadata will be obtained through metadata extraction templates. Finally, we compute semantic similarity to eliminate false relations and construct a semantic expansion knowledge base. The proposed method in this paper has been applied on the education grid.     

基于增广矩阵的机车垂向随机响应分析

为建立机车各部件的垂向动力学微分方程，计算各悬挂力的输出响应，建立了系统质量、阻尼和刚度的增广矩阵．为避免在计算系统输出谱密度时计及各个输入的互谱密度，利用机车中各轮对处输入激励之间存在着确定时延的关系，将6个轮对处的多输入激励换算成单输入激励，使系统成为单输入多输出线性系统．根据线性系统的叠加原理，通过频率响应矩阵的谱分析，得到转换后的单输入、多输出系统的频率响应函数．假设输入函数为各态历经的平稳随机过程，得出各输出响应的谱密度与频率的关系．     

配送中心选址与车辆路径一体优化模型与算法

在配送系统中,配送中心选址问题与在此基础上的车辆路径问题相互影响.为了反映两者之间的相互关系,建立了配送系统优化的双层规划模型.模型上层为配送中心选址问题,下层为车辆路径优化问题.由上层模型给出初始配送中心选址方案;在此基础上由下层模型进行配送车辆路径优化;然后计算上层模型中的供应商到配送中心的运输费用,从而得到上层模型的目标函数;再对上层模型方案进行调整.设计了基于遗传算法与粒子群算法的求解方法.算例分析表明,与两者分别优化相比,双层规划模型可以降低配送系统的总成本,提高配送系统的整体效率.     

城市轨道交通系统网络复杂性研究

随着交通拥堵的加剧,轨道交通以其快速、大运量的特点得到了青睐,其运营里程迅猛增加且在一定范围内呈现网络化运营趋势.轨道交通网络复杂性研究正在经历从单一网络静态拓扑结构扩展至多层网络动态分配特征的深入过程.在介绍拓扑结构与交通流网络的表示方法和网络复杂性评价指标的基础上,归纳轨道交通网络具有小世界、层次性及站间距幂律分布等静态拓扑特性,呈现明显幂律行为的数量分布及时空集聚等交通流特征.针对轨道交通系统的多层网络研究表明网络负载基本符合幂律分布.研究深化了对轨道交通运行机理的认知,有助于真实网络的预测和控制工作,为探索轨道交通网络化运营、一体化发展条件下客流预测、运力与需求匹配提供了参考方向.     

模糊系统知识模型上的单点关系与复合关系

为了在获取的测量数据不完整时能够合理、有效地提取模糊规则，能够对所建立的模糊系统模型方便地进行不一致信息处理以及能够更加客观地刻画系统特性，提出了模糊系统的知识模型描述方法．同时给出了模糊系统知识模型的定义，建立了此模糊系统知识模型上的单点关系和复合关系，并证明了这两个关系均为等价关系．为给出模型中范畴和知识这两个重要且基本的概念建立基础，继而为一类模糊控制系统的描述提供了一种形式化表达框架．