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基于Lyapunov函数设计的轮式机器人轨迹跟踪反馈控制器
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作者 汪军 杨光永 +1 位作者 樊康生 徐天奇 《现代电子技术》 北大核心 2025年第9期124-129,共6页
文中通过研究差速驱动轮式移动机器人的轨迹跟踪,建立了其运动模型。通过设置反馈信号变更了位姿误差方程,从而构造出新的Lyapunov函数,设计出一个新的移动机器人轨迹跟踪控制器,推导并证明控制器全局的渐近稳定性以及最终收敛性。利用... 文中通过研究差速驱动轮式移动机器人的轨迹跟踪,建立了其运动模型。通过设置反馈信号变更了位姿误差方程,从而构造出新的Lyapunov函数,设计出一个新的移动机器人轨迹跟踪控制器,推导并证明控制器全局的渐近稳定性以及最终收敛性。利用不同参考轨迹进行仿真实验,经过多种控制器比较,提出一种优越性更强,具有更小的误差、更高的控制精度和更快的误差收敛速度的控制器。 展开更多
关键词 lyapunov函数 误差模型 运动学模型 轨迹跟踪 轮式机器人 平方误差积分
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基于隐式Lyapunov函数的弹药传输机械臂变增益超螺旋滑模控制 被引量:1
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作者 林瑜斌 侯保林 +1 位作者 鲍丹 赵伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2573-2583,共11页
为提高某弹药传输机械臂在传输弹药过程中受到负载不确定性影响下的定位控制鲁棒性,提出一种新型的基于隐式Lyapunov函数变增益超螺旋滑模控制方法。建立弹药传输机械臂系统的动力学方程,并对方程中摩擦力矩及支反力矩的重要参数进行辨... 为提高某弹药传输机械臂在传输弹药过程中受到负载不确定性影响下的定位控制鲁棒性,提出一种新型的基于隐式Lyapunov函数变增益超螺旋滑模控制方法。建立弹药传输机械臂系统的动力学方程,并对方程中摩擦力矩及支反力矩的重要参数进行辨识,减少系统不确定性。构造隐式Lyapunov函数并设计出一种新型的变增益超螺旋滑模控制策略,通过Lyapunov稳定性理论证明闭环系统全局稳定。超螺旋滑模控制增益的变化取决于系统的Lyapunov函数,是滑模变量的可微函数,具有控制参数易调节的优势。实验结果表明:摩擦力矩及支反力矩补偿可使系统定位时间由补偿前2.659 s缩短到1.157 s,提高了系统定位性能。在不同工况下,控制方法可有效地抑制系统负载不确定性的影响,保证系统的定位稳定性。 展开更多
关键词 弹药传输机械臂 参数辨识 隐式lyapunov函数 超螺旋滑模控制 定位控制
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循环单剪下间断级配人工粗粒料形状演化研究
3
作者 刘宇轩 沈超敏 +5 位作者 刘辰耕 吴志刚 徐熊 胡继峰 李健 甘元楠 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第3期159-165,共7页
为了详细揭示间断级配粗粒料颗粒在循环剪切作用下的形状演化规律,使用人工染色石膏颗粒进行了不同剪切次数下的单剪试验,并采用激光扫描仪获取了颗粒的三维形状。结果表明:间断级配粗粒料中,小颗粒对大颗粒具有打磨变圆的作用,表现为... 为了详细揭示间断级配粗粒料颗粒在循环剪切作用下的形状演化规律,使用人工染色石膏颗粒进行了不同剪切次数下的单剪试验,并采用激光扫描仪获取了颗粒的三维形状。结果表明:间断级配粗粒料中,小颗粒对大颗粒具有打磨变圆的作用,表现为大颗粒具有更低的延伸率、更大的球形度和磨圆度;随着剪切次数的增加,大、小粒径的存活颗粒(破碎后仍处于原粒径组的颗粒)先后经历碎裂破坏,但是最终颗粒形状均趋向于规则;迁移颗粒(破碎产生的颗粒)的形状随剪切次数的增加也逐渐趋向于规则,但与相同粒径的存活颗粒相比仍具有较大的差异,说明使用整体级配泛化描述颗粒的破碎行为是不合适的;大颗粒的形状更倾向于球状和扁平状,而小颗粒更容易形成球状和柱状;SH重构颗粒的形状参数分布与真实状态极为相似,部分形状参数之间存在较强的线性相关性。研究结果可为阐明颗粒形状保护机制以及构建形状演化模型提供参考。 展开更多
关键词 颗粒破碎 间断级配 循环 染色示踪 三维形状 球谐函数
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一类强2-正系统的整数值Lyapunov函数
4
作者 杲蒙蒙 周盾 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2024年第4期136-142,共7页
针对双向循环负反馈系统对应的线性系统,即强2-正系统构造了整数值Lyapunov函数σ(·)。该函数定义在?n中的一个开稠集上,它表示n维向量坐标之间符号改变的次数。通过定义两类与σ(·)相关的整数值函数σ_(m)(·)、σ_(M)(&... 针对双向循环负反馈系统对应的线性系统,即强2-正系统构造了整数值Lyapunov函数σ(·)。该函数定义在?n中的一个开稠集上,它表示n维向量坐标之间符号改变的次数。通过定义两类与σ(·)相关的整数值函数σ_(m)(·)、σ_(M)(·),借助这些函数具有的特性,证明了σ(·)沿着解的轨道具有衰减性;同时,如此定义的整数值Lyapunov函数若满足轨道衰减性,那么所对应线性系统几乎处处是一个强2-正系统。该函数为进一步研究负反馈系统的结构稳定性以及极限集的嵌入性质等提供了有效的研究工具,对于深入了解该系统的动力学提供了重要参考。 展开更多
关键词 动力系统 强2-正系统 强2-合作系统 整数值lyapunov函数
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应用单张冷冻电镜显微照片解析近原子分辨率的单颗粒三维重构
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作者 杨梓 范潇 王宏伟 《电子显微学报》 北大核心 2025年第1期91-105,共15页
冷冻电镜单颗粒三维重构方法解析生物大分子结构通常需要收集大量的照片进行分析。本工作证明当冷冻样品质量足够好时,仅使用单张冷冻电镜显微照片上的蛋白颗粒图像就可以获得近原子级分辨率的单颗粒三维重构密度图,并分别解析了apoferr... 冷冻电镜单颗粒三维重构方法解析生物大分子结构通常需要收集大量的照片进行分析。本工作证明当冷冻样品质量足够好时,仅使用单张冷冻电镜显微照片上的蛋白颗粒图像就可以获得近原子级分辨率的单颗粒三维重构密度图,并分别解析了apoferritin和20S蛋白酶体的三维结构。研究发现,由于蛋白分子颗粒在样品中Z轴不同位置的分布和电子显微镜的像散作用对单张照片中衬度传递函数零点缺失形成了综合补偿效应,从而在单颗粒三维重构中有效恢复了空间频率全域内的结构信息。本研究通过分析不同累计曝光剂量数据的三维重构发现,保存无损高频信息以及足够角度搜索的低频信息的最低辐照剂量其实远低于当前通用的累积曝光量。据此,本工作估算了完成正确高分辨率三维结构解析所需要的最低辐照剂量以及最小颗粒数。本工作加深了我们对冷冻电镜数据信号在图像中保存的理解,为开发更好的冷冻电镜数据采集策略、更好地保存完整高频信号提供了实验上的启示。 展开更多
关键词 冷冻电镜(Cryo⁃EM) 颗粒分析(SPA) 衬度传递函数(CTF) 信噪比(SNR)
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单原子Pt负载在锐钛矿(001)表面的电光学特性研究
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作者 靳帆 赵志超 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第6期43-50,共8页
基于第一性原理的多体格林函数理论方法,系统探究了锐钛矿TiO_(2)(001)表面负载Pt单原子催化剂的电子结构和光学性质,考虑Pt在完美表面和缺陷表面(O空位)两种基底上的负载.结果发现,Pt会在TiO_(2)禁带中间、价带和导带边缘引入新能级,... 基于第一性原理的多体格林函数理论方法,系统探究了锐钛矿TiO_(2)(001)表面负载Pt单原子催化剂的电子结构和光学性质,考虑Pt在完美表面和缺陷表面(O空位)两种基底上的负载.结果发现,Pt会在TiO_(2)禁带中间、价带和导带边缘引入新能级,但不同基底负载的Pt单原子催化剂存在不同的带隙特性.Pt的负载会引起体系光学吸收红移,增大光学吸收范围,延伸光吸收至可见光甚至是红外区域,提升可见光活化的可能性,同时改善体系的激子束缚能,有利于空穴与电子有效分离,这可能是Pt负载后光催化性能提升的原因之一.然而,若在可见光或低能量紫外光激发后,分离的电子与空穴没有及时参与反应,体系衰变回最低激发态,此时极大的激子束缚能可能会加速电子与空穴重组,不利于表面催化反应的进行.负载在O空位的催化剂最低激发态的激子束缚能比完美表面小,重组速率慢.计算结果能够为理解单原子催化剂结构-性能关系提供一些见解. 展开更多
关键词 二氧化钛 Pt原子催化剂 多体格林函数理论 电子结构 光吸收
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基于向量Lyapunov函数方法的顾前顾后型车辆跟随控制 被引量:6
7
作者 任殿波 张京明 +1 位作者 崔胜民 张继业 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期2195-2200,共6页
采用固定车辆间距跟随策略,研究考虑前后车辆信息的"顾前、顾后"型自动化公路系统车辆纵向跟随控制。假定被控车辆能获得前后相邻车辆及车队领头车辆的状态信息,基于非线性车辆纵向动力学模型,设计了车辆跟随系统的纵向滑模... 采用固定车辆间距跟随策略,研究考虑前后车辆信息的"顾前、顾后"型自动化公路系统车辆纵向跟随控制。假定被控车辆能获得前后相邻车辆及车队领头车辆的状态信息,基于非线性车辆纵向动力学模型,设计了车辆跟随系统的纵向滑模控制规律;应用向量Lyapunov函数方法和比较原理,对一类无限维非线性关联系统的稳定性进行研究,在假定系统满足全局Lipschitz条件的情况下,以孤立子系统的稳定性条件为基础,得到该类非线性关联系统指数稳定性充分判据;基于该稳定性判据,对"顾前、顾后"型车辆跟随系统的稳定性进行分析,得到系统控制参数的收敛区域。研究结果表明:设计的车辆纵向跟随控制规律能使车辆速度误差和间距误差具有较快的收敛速度。 展开更多
关键词 自动化 高速公路系统 车辆跟随 滑模控制 向量lyapunov函数
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双线性荷载传递函数的单桩荷载沉降关系统一解 被引量:15
8
作者 洪鑫 雷国辉 施建勇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期428-431,共4页
关键词 双线性传递函数 荷载沉降 软化 硬化模型 抗剪强度
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正切平方势单量子阱的本征值和本征函数 被引量:7
9
作者 胡西多 邵明珠 罗诗裕 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期656-660,共5页
鉴于“方形”势阱描述量子阱中的电子运动行为过于简单、过于理想,引入了正切平方势来代替,使结果得到了改善。在量子力学框架内,利用正切平方势把电子的Schrdinger方程化为超几何方程,利用系统参数和超几何函数严格地求解了电子的本征... 鉴于“方形”势阱描述量子阱中的电子运动行为过于简单、过于理想,引入了正切平方势来代替,使结果得到了改善。在量子力学框架内,利用正切平方势把电子的Schrdinger方程化为超几何方程,利用系统参数和超几何函数严格地求解了电子的本征值和本征函数,并以Ga1-xAlxAs-GaAs-Ga1-xAlxAs量子阱为例计算了电子的能级和能级之间的跃迁。结果表明,电子在量子阱中的能量是量子化的,而相邻能级之间的跃迁给出与实验进一步符合的结果。 展开更多
关键词 超晶格 量子阱 超几何方程 粒子能级 本征值 本征函数
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基于KiK-Net单场强震记录场地放大函数估计及标准差分析 被引量:8
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作者 陈龙伟 陈卓识 袁晓铭 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第S2期141-145,共5页
考虑场地条件的场地地震危险性分析的关键是对场地特征的量化表示。场地的放大函数是场地特征的综合反映。选取KiK-net数据库软硬两类场地,通过单场地震记录分析建立场地放大函数的概率模型,给出场地放大函数及离散性量化估计;初步分析... 考虑场地条件的场地地震危险性分析的关键是对场地特征的量化表示。场地的放大函数是场地特征的综合反映。选取KiK-net数据库软硬两类场地,通过单场地震记录分析建立场地放大函数的概率模型,给出场地放大函数及离散性量化估计;初步分析场地放大函数与输入地震动的关系,并分析其离散性或标准差。主要结论可以概括如下:软硬两类场地的场地放大函数与输入地震动的谱加速度值密切关联;对数线性、对数非线性二次函数回归拟合场地放大函数的标准差与非条件情况下的标准差无显著差别,但是软土场地相对于硬土场地标准差较小;硬土场地当周期T<0.3s时,log10(SAF)随着log10(PSAR)的增大而减小,而T>0.3s时,log10(SAF)随着log10(PSAR)的增大基本不变或稍微增大;对于软土场地,log10(SAF)随着log10(PSAR)的增大趋于减小,特别是T<1.0s时。 展开更多
关键词 场地放大函数 KiK-Net 场地震记录 标准差 地震危险性分析
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具有非光滑Lyapunov函数控制系统的反馈控制器设计及仿真 被引量:1
11
作者 娄志娥 高岩 薛晨曦 《上海理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2008年第4期365-368,共4页
研究了Lyapunov函数为一类非光滑函数——极大值函数时,控制系统反馈控制器设计中的数值计算问题,并给出了对系统进行分段常数反馈控制的具体实现方法和步骤.仿真实验结果表明了该控制方法的可行性和有效性.
关键词 控制系统 镇定 lyapunov函数 非光滑优化 广义牛顿法
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控制Lyapunov函数在自适应控制中的应用 被引量:1
12
作者 陈奕梅 韩正之 寇春海 《应用科学学报》 CAS CSCD 2004年第3期269-272,共4页
研究了一类带有未知参数的非线性系统的自适应稳定问题,利用控制Lyapunov函数方法设计出一种自适应控制器.该控制器对系统的参数和状态的不确定性具有鲁棒性,并且能保证系统自适应稳定.
关键词 控制lyapunov函数 自适应控制 鲁棒稳定 非线性系统 线性表示
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基于向量Lyapunov函数和LMI的大系统分散镇定 被引量:1
13
作者 王鹏 宋鹏云 张继业 《动力学与控制学报》 2013年第2期109-113,共5页
基于线性关联大系统的比较方程稳定性判据,给出了一种完全解耦的子系统控制器设计方法.该方法通过构造一个向量Lyapunov函数来满足比较方程的稳定性要求,并将控制器的设计转换为一组线性矩阵不等式的求解,进而对大系统进行镇定.由于各... 基于线性关联大系统的比较方程稳定性判据,给出了一种完全解耦的子系统控制器设计方法.该方法通过构造一个向量Lyapunov函数来满足比较方程的稳定性要求,并将控制器的设计转换为一组线性矩阵不等式的求解,进而对大系统进行镇定.由于各子系统控制器的设计可独立进行,相较于加权Lyapunov函数方法,该方法降低了控制算法的计算量和难度.仿真结果表明了该方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 线性大系统 比较原理 向量lyapunov函数 分散镇定 线性矩阵不等式(LMI)
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基于Lyapunov函数的非线性系统自适应容错控制研究 被引量:2
14
作者 高广林 刘勇志 《四川兵工学报》 CAS 2009年第9期5-8,12,共5页
在系统的非线性函数、外界扰动、建模不确定性以及外界未知故障输入上界均未知的情况下,构造了新颖的Lyapunov函数,基于鲁棒自适应观测器设计了新的自适应容错控制器,所设计的自适应控制器可使闭环系统渐近稳定.仿真算例表明了该方法的... 在系统的非线性函数、外界扰动、建模不确定性以及外界未知故障输入上界均未知的情况下,构造了新颖的Lyapunov函数,基于鲁棒自适应观测器设计了新的自适应容错控制器,所设计的自适应控制器可使闭环系统渐近稳定.仿真算例表明了该方法的有效性和优越性. 展开更多
关键词 不确定非线性系统 容错控制 观测器 lyapunov函数
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基于鲁棒控制Lyapunov函数的CVT离合器起步非线性控制研究 被引量:2
15
作者 韩玲 刘鸿祥 +2 位作者 赵聪聪 曹越 赵颖慧 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第21期210-215,235,共7页
新一代无级变速器(Continuously Variable Transmission, CVT)设计中,离合器传递的扭矩无法通过传感器直接获取。为满足其接合过程快速充油且避免扭矩冲击给金属带造成破坏等问题,提出一种离合器执行机构鲁棒性的模型预测控制算法。基... 新一代无级变速器(Continuously Variable Transmission, CVT)设计中,离合器传递的扭矩无法通过传感器直接获取。为满足其接合过程快速充油且避免扭矩冲击给金属带造成破坏等问题,提出一种离合器执行机构鲁棒性的模型预测控制算法。基于鲁棒控制Lyapunov函数(Rrobust Control Lyapunov Function, RCLF),构造离合器充油和滑摩阶段的鲁棒控制器,利用RCLF预测模型替代传统比例控制方法,并以此补偿传统控制所存在的充油时间不足问题。建立CVT起步控制系统,将离合器油缸压力接合速度与冲击度作为衡量整车的起步标准,完成传统控制和RCLF控制下,不同油门开度的起步性能仿真及实车验证。试验结果表明:与传统离合器起步控制相比,基于RCLF控制技术的离合器油缸压力能在目标时刻完成充油过程,且整车起步冲击度降低,RCLF控制效果优于传统控制。 展开更多
关键词 汽车工程 无级变速器 起步离合器 鲁棒控制lyapunov函数
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一个新的单参数填充函数算法 被引量:6
16
作者 李博 鲁殿军 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期269-275,共7页
本文研究连续全局最优化问题的确定性求解方法.构造了一个单参数填充函数并证明了该填充函数的性质.该填充函数算法由极小化阶段和填充阶段两个阶段构成.其中极小化阶段利用局部优化方法获得填充函数的局部极小点,对填充函数的无约束极... 本文研究连续全局最优化问题的确定性求解方法.构造了一个单参数填充函数并证明了该填充函数的性质.该填充函数算法由极小化阶段和填充阶段两个阶段构成.其中极小化阶段利用局部优化方法获得填充函数的局部极小点,对填充函数的无约束极小化使得算法离开原目标函数的任何局部极小点.填充阶段依据原目标函数的局部极小点构造填充函数.极小化阶段和填充阶段交替重复实施直到终止准则满足.最后,给出了填充函数算法的数值结果. 展开更多
关键词 非线性规划 全局最优化 确定性算法 填充函数 参数
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高速分件供送螺杆全程单函数运动规律及特性分析 被引量:9
17
作者 周向新 《包装与食品机械》 CAS 1996年第1期4-9,共6页
根据分件供送工艺要求,用一种新方法推出了变螺距供送螺杆全程单函数运动规律。在计算机上分析了该运动规律的各特性函数及其图象,证明它是一种全程统一、自然连续、惯性冲击小、动力特性好且应用方便的优良运动规律。此外,还探讨了... 根据分件供送工艺要求,用一种新方法推出了变螺距供送螺杆全程单函数运动规律。在计算机上分析了该运动规律的各特性函数及其图象,证明它是一种全程统一、自然连续、惯性冲击小、动力特性好且应用方便的优良运动规律。此外,还探讨了螺杆基本参数的变化规律。为变螺距供送螺杆理论和设计的发展,提供了新的途径。 展开更多
关键词 包装机械 分件供送 供送螺杆 函数 运动规律
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全导数为半负定时Lyapunov函数的存在性 被引量:1
18
作者 黄力民 《工程数学学报》 CSCD 1990年第3期39-44,共6页
在文[1]中Lehnigk证明了对于实方阵A存在严格半正定阵C使系统x=Ax之零解渐近稳定的充分必要条件是Lyapunov矩阵方程A'B+BA=-C有正定矩阵解B.但由于C的构造复杂且对于给定的A只能得到一个C,这个结果事实上是难于应用的. 本文得到:若... 在文[1]中Lehnigk证明了对于实方阵A存在严格半正定阵C使系统x=Ax之零解渐近稳定的充分必要条件是Lyapunov矩阵方程A'B+BA=-C有正定矩阵解B.但由于C的构造复杂且对于给定的A只能得到一个C,这个结果事实上是难于应用的. 本文得到:若A没有这样的特征向量,其第l_1,…,l_m位分量为零,对于任意第l_1,…,1_m位的部分正定阵C,系统x=Ax之零解渐近稳定的充要条件是上述矩阵方程有正定矩阵解B.由于不须求解矩阵A的特征问题,且部分正定阵C的类型广泛,易于构造,从而圆满地解决了这一问题。 展开更多
关键词 常系数 线性系统 lyapunov函数
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单阶段随机规划的一种近似精确罚函数法 被引量:1
19
作者 万仲平 《工程数学学报》 CSCD 1996年第4期37-42,共6页
提出了一种求解单阶段随机规划的近似精确罚函数法。该法首先对随机变量(连续型)离散化得到一随机变量序列,而将原问题转化为确定性规划问题,再对此规划构造一个精确罚函数。通过求出该罚函数的最优解,可得到随机变量离散后的确定... 提出了一种求解单阶段随机规划的近似精确罚函数法。该法首先对随机变量(连续型)离散化得到一随机变量序列,而将原问题转化为确定性规划问题,再对此规划构造一个精确罚函数。通过求出该罚函数的最优解,可得到随机变量离散后的确定性规划的解从而避免了随着变量离散精度的提高而带来的确定性规划的约束条件个数迅速增加等困难。在一定条件下,我们证明了罚函数的解与确定性规划的解之间的某种等价性。 展开更多
关键词 阶段随机规划 精确罚函数 随机规划 函数
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超混沌Lü系统的模糊脉冲控制:时变Lyapunov函数方法
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作者 陈武华 王自鹏 +1 位作者 位旦 施开波 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期717-722,共6页
针对一般混沌系统模糊脉冲控制问题,提出了一种基于时变Lyapunov函数的分析方法。与时不变的Lyapunov函数方法相比,该方法能充分利用脉冲区间的信息,从而推导出具有较少保守性的结果。不同于已有的结果,所得到系统的全局指数稳定性条件... 针对一般混沌系统模糊脉冲控制问题,提出了一种基于时变Lyapunov函数的分析方法。与时不变的Lyapunov函数方法相比,该方法能充分利用脉冲区间的信息,从而推导出具有较少保守性的结果。不同于已有的结果,所得到系统的全局指数稳定性条件同时依赖于脉冲区间的上界和下界。该稳定性条件表示为线性矩阵不等式形式。通过求解一组线性矩阵不等式,得到镇定混沌系统的模糊脉冲状态反馈控制器。提出的脉冲镇定方案应用于超混沌吕氏系统的镇定问题,所得结果证实了该方法的有效性。 展开更多
关键词 超混沌系统 脉冲控制 时变lyapunov函数 T-S模糊模型
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