复杂管系水轮机调节系统非线性建模与分析

为了深入揭示水轮机调节系统的非线性本质,研究了非线性水轮机调节系统的建模及动力学问题.在引水系统为复杂管道情况下,考虑水轮机调节系统中传递系数随运行工况变化而呈现的非线性,引入水轮机非线性传递系数,建立了复杂引水管系时的水轮机调节系统非线性数学模型.使用直接代数判据进行理论分析,得到了系统Hopf分支临界点组成的曲线.理论分析表明：水轮机调节系统响应在曲线的一侧区域内是稳定的,在另一侧是不稳定的.通过数值模拟,分析了Hopf分叉点两侧水轮机调节系统稳定性的变化情况,验证了理论分析结果的正确性,得到了使水轮机调节系统处在稳定区域内的调速器PID参数的范围.通过分岔图、Poincare映射图、功率谱图、时域图、相轨迹图、频谱图等,综合分析了随水轮机调节系统参数变化时,系统非线性动力学行为特性.该分析方法与结果,可为水电站系统的安全稳定运行提供理论依据.     

槽孔加工中钻杆系统的非线性运动与动力稳定

考虑了切削力波动、质量偏心及切削液流体力对钻杆动特性的影响。在求解切削液动态流体力时,引入变分约束原理,在动力积分、迭代过程中实时形成修正的Reynolds方程变分形式的有限元方程及其扰动方程,同时求得了切削液流体力及其Jacobian矩阵,并且使其具有相互协调一致的精度。在求解钻杆系统非线性动力学响应时,通过改变系统的时间尺度, 使系统周期轨迹的周期显式地出现在系统方程中,并将周期也作为一个参数参与到迭代过程中,减少了对周期轨迹及其周期求解的计算量。同时,运用 Floquet稳定性理论,将理论计算与实验结果相结合分析了随系统控制参数改变钻杆系统周期运动的局部稳定性和分岔行为。     

槽孔加工中钻杆系统的非线性运动与动力稳定性

考虑了切削力波动、质量偏心及切削液流体力对钻杆动特性的影响.在求解切削液动态流体力时,引入变分约束原理,在动力积分、迭代过程中实时形成修正的Reynolds方程变分形式的有限元方程及其扰动方程,同时求得了切削液流体力及其Jacobian矩阵,并且使其具有相互协调一致的精度.在求解钻杆系统非线性动力学响应时,通过改变系统的时间尺度,使系统周期轨迹的周期显式地出现在系统方程中,并将周期也作为一个参数参与到迭代过程中,减少了对周期轨迹及其周期求解的计算量.同时,运用 Floquet稳定性理论,将理论计算与实验结果相结合分析了随系统控制参数改变钻杆系统周期运动的局部稳定性和分岔行为.     

馈能悬架自适应离线神经网络逆控制

在馈能悬架系统馈能回路中引入Boost/Buck型DC-DC变换器,将DC-DC变换器的非线性数学模型描述为稳态分量和扰动分量之和,设计了自适应离线神经网络逆控制器。控制器由离线神经网络逆控制器和自适应控制器组成,离线神经网络逆控制器产生直流变换器的稳态输入,并利用变换器的稳态分量产生训练离线神经网络逆控制器的样本,自适应控制器产生补偿系统参数变化和不确定性扰动的动态输入。在此基础上,对控制器的性能进行了快速控制原型试验验证。最后,对馈能悬架进行了仿真研究。结果表明,自适应离线神经网络逆控制器能够使电动机电磁阻尼力较好地跟踪理想力,改善车辆的舒适性和平顺性,并有效地回收部分悬架振动能量,实现自供能控制。     

机械结合面切向接触阻尼的神经网络结构化建模

为了使机械结合面切向接触阻尼实验数据便于在机械结构CAD中应用，本文基于人工神经网络的非线性映射能力，提出了机械结合面切向接触阻尼基础数据的神经网络结构化建模方法，并进行了实例建模。结果表明，该方法实用、有效，建模精度和建模效率较高，而且集传统建模与建库思想于一体，实现了多种结合条件下的机械结合面切向接触阻尼基础数据的统一建模。     

超磁致伸缩作动器的混沌非线

激励电流与输出位移之间的非线性影响超磁致伸缩作动器的性能,混沌现象是超磁致伸缩作动器非线性的重要方面.为研究超磁致伸缩作动器的混沌行为,建立了其非线性动态力学模型,用数值方法得到了反映系统非线性响应特性的分岔图、最大Lyapunov指数图、相图、Poincaré截面图、幅值谱等.分析结果表明,在低频条件下,激励电流过大或系统刚度过低都会导致混沌现象的出现.     

基于最小最大概率机的客户需求分类技

针对复杂产品客户需求中类别数多且数据量大的分类问题,利用最小最大概率机的概率信息和样本间隔信息,提出采用启发式方法解决编码设计问题.在算法中将一个减少了迭代次数的分类器视为弱化了的分类器,同时保留分类器的间隔属性和几何特性,并利用高维映射将分类器输出映射到特征空间,在弱化阶段大量减少了整体的迭代次数而在合成阶段利用非线性映射来提升性能.通过对叉车产品客户需求的数值试验证明算法具有较好的分类效果,降低了对二类分类器的精度要求.     

基于终端滑模和扰动观测的Buck型变换器复合控制技术

目前功率变换器的控制方法以纯状态反馈为主,当干扰较大时一般需要通过较大的增益来抑制干扰的影响,而高增益控制器通常会影响闭环系统的动态或稳态性能。为进一步提高Buck型变换器控制系统的动态和稳态性能,提出了一种基于非奇异终端滑模控制方法和扰动观测技术的复合控制方案。首先,考虑外界干扰、系统不确定以及参数变化的影响,建立Buck型功率变换器的平均状态模型;其次,基于非奇异终端滑模控制方法,设计滑模控制器,实现Buck型变换器的基本电压调节功能;最后,利用扰动观测技术,构造非线性扰动观测器实现对扰动的观测,并将扰动观测值作为前馈与状态反馈结合形成复合控制,进一步改善了系统的性能。仿真和实验验证了所提方法的有效性。     

基于PSAT的电力系统分叉分析

电压稳定性已成为电力系统运行部门关注的重点,而电网中存在的分叉现象与电压稳定性有着紧密的联系。阐述了电网的分叉分析现象和求解方法,包括鞍结分叉点和极限诱导分叉点的直接方法、以及连续潮流的计算方法。通过算例验证了PSAT软件中进行直接方法求解和连续潮流计算的有效性,并根据计算和仿真结果分析了电网在给定运行状况下的负荷裕度和提高电压静态稳定的措施。     

一种PFC Boost升压变换器的改进模型与分析

分析了平均电流控制下功率因素校正(Power Factor Correction, PFC)升压(Boost)变换器的工作原理,对传统的电路模型改进并对新模型进行数学证明。利用Simulink搭建系统开关模型,选择在连续导通模式下对系统进行仿真,仿真结果显示系统的功率因子从0.74提高到0.99以上,从而验证改进模型的正确性和优越性。以电感和电容作为扰动参数,进一步研究出二者给系统带来的谐波影响,证实系统中的非线性特性与元件相关。研究结果有助于对PFC变换器加深理解,也为其他闭环系统的设计提供有益参考。