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.     

基于有理切比雪夫逼近的分数阶微积分算子的离散化

基于有理切比雪夫算法,提出了一种新的分数阶微积分算子的直接离散化方法,以达到在直接离散时间域上更精确的逼近效果.仿真结果表明,在传递函数阶次相同的情况下,这种逼近方法显示了更好的逼近特性,在低频段比连分式展开更加精确,而在高频段二者逼近效果非常近似.     

均匀流场中螺旋桨空泡数值模拟

在FLUENT软件中,采用多块结构化网格对业内选作标桨的E779A桨和PPTC桨进行了均匀来流下的空泡数值模拟。空泡模型采用基于输运方程的完整空化模型。研究表明:不可冷凝气体质量分数对空泡流场的计算结果影响较大。比较发现:数值预报的空泡形态,无论叶背部还是叶面部的片空泡,均与试验结果吻合较好;相同工况下所得螺旋桨推力系数、扭矩系数也与试验结果一致。     

肥大型船整流附体的性能研究

肥大型船从船舯到船艉,船体的横剖面形状及其面积变化剧烈,从而导致在桨盘面处产生"钩"状或"兔耳"状的舭涡,通过加装整流附体的方式来改善桨盘面处的伴流分布,对于螺旋桨的减震降噪、螺旋桨推进效率的提高是一种有效的措施。基于CFD技术,在准确预报了某肥大型船伴流场的基础上,参考流经桨盘面的三维流线绕船体分布的特点,分别设计了螺旋桨前置导管、补偿导管和整流鳍,预报并分析了各附体对船体尾流场的影响,分析了整流附体的工作机理,比较了工作于各附体伴流场中螺旋桨的效率。计算结果显示,加装整流附体后,桨盘面处的舭涡消失了,并且三种附体对螺旋桨的效率都有显著的提升。     

一种改进的分数阶Fourier变换目标检测算法

传统的信号检测和噪声分离方法只限于在时域或是频域进行,如果信号和背景噪声有很强的时频耦合,就难于在时频域得到好的检测结果。对此提出了分数阶Fourier变换检测算法做出改进,新的算法具有解除时频耦合和抑制噪声的特性,当选择合适的旋转角度使之与处理信号相匹配,就可以在分数阶Fourier域获得较好的检测结果。仿真实验中利用改进的分数阶Fourier变换算法对运动目标进行检测,结果表明新的分数阶Fourier算法的检测性能优于原分数阶Fourier变换。     

分数时滞DAHLIN数字调节器

本文提出了基于分数时滞概念的Dahlin数字调节器,解决了Dahlin算法的分数时滞控制问题。通过引入分数时滞整定参数γ,实现了不稳定逆系统的控制,这不仅可以准确地描述纯时滞过程,而且可将高阶过程合理地简化为低阶分数时滞模型,提高了系统的控制品质。文中给出的仿真例子对所得的结论进行了验证。     

含分数阶微分的二自由度悬架系统动力学分析

研究了含分数阶项的二自由度悬架系统,利用改进的平均法、拉氏变换法、谐波平衡法和复频域法得到了简谐激励下系统响应的解析解,比较了解析解和数值解,二者逼近的精度很高,证明了解析解的准确性。分析了分数阶参数对悬架系统的动力学行为的影响,发现含分数阶微分悬架系统响应稳态幅值能够大幅降低,其动力学性能得到极大提高。     

基于分数阶PIλDμ的船舶航向控制

船舶在海上航行时受到海风、海浪和海流等环境扰动作用,这造成在不同航速下船舶动力学模型的参数不确定性,本文对船舶本体运动和风浪流干扰进行建模,提出一种基于分数阶PIλDμ的抑制风浪干扰的的航向控制算法,并与传统 PID算法进行对比,针对某型船舶动力学模型在6级海风和5级海浪海况下进行对比数字仿真。仿真结果表明,该算法在不同航速下具有较好的控制品质和鲁棒性,对风浪干扰具有良好的适应性,可应用于船舶的航向控制,易于工程实现。     

基于FRFT的频域自适应匹配滤波器检测方法

针对浅海混响背景下频域自适应匹配滤波器检测性能下降的问题,提出基于分数阶傅里叶变换（FRFT）的频域自适应匹配滤波器检测方法,该方法利用模板匹配技术,采用滑动窗对接收信号进行最优阶次分数阶傅里叶变换,然后将此过程中得到的FRFT域图与参考信号最优阶次傅里叶变换FRFT域图进行匹配,将离差平方和作为评价相似度的指标,即对离差平方和最小值的位置进行滤波,并对滤波后的信号进行最优阶次分数阶傅里叶逆变换,从而实现混响背景下的目标检测。仿真结果表明,在信混比为-15 dB的情况下,该算法可显著提高频域自适应匹配滤波器的检测性能。     

舰载相控阵雷达光束指向控制策略研究

为改善在舰载相控阵雷达的光束控制中指向精度的参数指标,同时增强光束控制器性能与舰载相控阵雷达检测的准确性,本文通过相关影响因素分析,选取合理的器件参数,期望达到最佳效果。然后研究基于分数阶耦合复值神经网络的光束指向控制策略,通过对分数阶复值神经网络的投影同步的研究证明,系统的投影同步可以控制光束的指向。采用哈里斯鹰算法（HHO）对液晶相控阵进行光束指向精度优化,仿真实验结果表明,本文设计的全局与局部并行优化策略的哈里斯鹰算法,归一化精度误差由100数量级优化为10-4数量级,有效提高了舰载相控阵雷达的检测精度。