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水下滑翔机李雅普诺夫稳定性分析 被引量:8
1
作者 赵宝强 王晓浩 +1 位作者 姚宝恒 连琏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期83-87,共5页
水下滑翔机作为一种新型的水下机器人利用了水平固定翼将净重力转换为前进驱动力,从而降低了水下机器人的功耗,在海洋科学研究、环境监测、资源探测和军事侦察等方面都具有广阔的应用前景。为了得到实际水下滑翔机稳定性与设计参数和控... 水下滑翔机作为一种新型的水下机器人利用了水平固定翼将净重力转换为前进驱动力,从而降低了水下机器人的功耗,在海洋科学研究、环境监测、资源探测和军事侦察等方面都具有广阔的应用前景。为了得到实际水下滑翔机稳定性与设计参数和控制参数之间的关系,将已建立的水下滑翔机一般数学模型应用于具体的实际水下滑翔机上。在此基础上将模型线性化,结合李雅普诺夫稳定性第一定理和第二定理,分析出水下滑翔机定常运动的动态稳定性随设计参数(初稳性高)和控制参数(姿态调节控制量)变化的规律。为水下滑翔机器人的设计和控制提供理论依据。 展开更多
关键词 水下滑翔机 运动稳定性 雅普诺夫定理 运动控制 动力学模型 初稳性高 直线定常运动 螺旋定常运
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李雅普诺夫稳定性理论应用研究 被引量:6
2
作者 朱美玉 尤晓琳 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期148-149,共2页
通过将李雅普诺夫稳定性理论有关定理进行改进,得到判断非线性系统的中心或焦点及估计非自治系统的吸引域的简便而有效的方法.
关键词 雅普诺夫稳定性定理 中心 焦点 吸引域
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非线性系统运动稳定性的Mathematica方法研究 被引量:1
3
作者 李学堃 黄东卫 《天津工业大学学报》 CAS 2002年第4期51-53,57,共4页
在利用Lyapunov第一近似定理对非线性系统稳定性问题进行讨论时 ,需对一次近似微分方程在平衡点处的稳定性进行研究 ,计算出所有特征值与特征向量 ;而对高维系统计算特征值与特征向量是相当困难的 .本文利用数学软件Mathematica结合霍... 在利用Lyapunov第一近似定理对非线性系统稳定性问题进行讨论时 ,需对一次近似微分方程在平衡点处的稳定性进行研究 ,计算出所有特征值与特征向量 ;而对高维系统计算特征值与特征向量是相当困难的 .本文利用数学软件Mathematica结合霍尔维茨 (HurwitzA .)定理 ,简捷迅速地判断对非线性系统的一次近似系统特征根的性质 。 展开更多
关键词 非线性系统运动稳定性 Mathematica方法 雅普诺夫第一理论 霍尔维茨定理 特征值 特征向量
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随机常微分方程组关于部分变元的稳定性 被引量:1
4
作者 张炳根 沈毓毅 《山东海洋学院学报》 1981年第1期12-22,共11页
引言 J.E.Berlram and P.E.Sarachik И.Я.Kau H.H.KpacoBckИИ 各自独立地把李雅普洛夫稳定性推广到随机系统中,他们证明了类似于确定性常微分方程中的李雅普诺夫基本定理,在李雅普诺夫的经典著作中提出李雅普洛夫第二方法还可... 引言 J.E.Berlram and P.E.Sarachik И.Я.Kau H.H.KpacoBckИИ 各自独立地把李雅普洛夫稳定性推广到随机系统中,他们证明了类似于确定性常微分方程中的李雅普诺夫基本定理,在李雅普诺夫的经典著作中提出李雅普洛夫第二方法还可用来解决实际问题中常常遇到的未扰运动关于部分变元的稳定性。李雅普洛夫的这一结论后来被B.B.PymЯhueB 所严格证明。他证明了常微分方程组关于部分变元稳定性与渐近稳定性的两个基本定理。后来在这一专题上有许多工作,可以参考评述性文章.本文的目的是讨论随机常微分方程组在均方意义下关于部分变元的稳定性,建立了若干充分准则,推广了等工作。 展开更多
关键词 随机常微分方程组 变元 稳定性 雅普诺夫基本定理 均方
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方程■+a■+f(■)+g(x)=0的全局渐进稳定性的一个新判据
5
作者 阎承梓 《华中师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期133-136,共4页
在运用李雅普洛夫第二方法研究非线性系统稳定性的时候,能否做出合适的李雅普洛夫函数是问题的关键.较好的李雅普洛夫函数带来较好的结果.由于做出了较好的李雅普洛夫函数,本文得以提供关于方程x…+ax··+f(x·)+g(x)=0的... 在运用李雅普洛夫第二方法研究非线性系统稳定性的时候,能否做出合适的李雅普洛夫函数是问题的关键.较好的李雅普洛夫函数带来较好的结果.由于做出了较好的李雅普洛夫函数,本文得以提供关于方程x…+ax··+f(x·)+g(x)=0的全局渐进稳定性的一个新判据.新判据推广了巴尔巴欣1952年和蒲利斯1955年的结果. 展开更多
关键词 非线性系统 全局渐进稳定性 雅普洛夫第二方法 雅普洛夫函数
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时滞双向联想记忆神经网络的全局指数稳定新条件
6
作者 王昆仑 袁暋 陈凌 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2006年第4期205-207,214,共4页
运用不等式 aΠ_(k=1)~m b_k^q k≤(1/r)sum from k=1 to m q_kb_k^r+(1/r)a^r(a≥0,b_k≥0,q_k<0,sum from k=1 to m q_k=r-1,r>1)和构造新的李雅普洛夫泛函方法,研究了时滞双向联想记忆神经网络的全局指数稳定性。去掉了相关文... 运用不等式 aΠ_(k=1)~m b_k^q k≤(1/r)sum from k=1 to m q_kb_k^r+(1/r)a^r(a≥0,b_k≥0,q_k<0,sum from k=1 to m q_k=r-1,r>1)和构造新的李雅普洛夫泛函方法,研究了时滞双向联想记忆神经网络的全局指数稳定性。去掉了相关文献中有关传递函数有界性的假设,给出了较弱的并且不依赖于时滞的判别条件,增强了模型的适用性,在网络的分析和设计中发挥着重要作用。最后我们通过模拟仿真进一步说明所得结果的正确性,并对双向联想记忆神经网络的收敛速度作了分析。 展开更多
关键词 双向联想记忆 全局指数稳定性 神经网络 雅普洛夫泛涵
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虚拟同步发电机暂态全局稳定分析与阻尼调制方法 被引量:12
7
作者 杨银国 戴耀辉 +3 位作者 陆秋瑜 韩金龙 谢平平 李宇骏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2505-2515,共11页
不同于传统的同步发电机,虚拟同步发电机(virtualsynchronousgenerator,VSG)的阻尼可以灵活调整,以增强系统的动态性能。首先建立了VSG系统的动态模型,基于李雅普诺夫理论导出了系统的保守稳定域。其次,基于能量守恒定律,发现阻尼耗散... 不同于传统的同步发电机,虚拟同步发电机(virtualsynchronousgenerator,VSG)的阻尼可以灵活调整,以增强系统的动态性能。首先建立了VSG系统的动态模型,基于李雅普诺夫理论导出了系统的保守稳定域。其次,基于能量守恒定律,发现阻尼耗散的能量等于阻尼因子乘以相平面中系统轨线和x轴包围的面积。研究结果表明:当每个周期内阻尼耗能大于势能变化量时,每个周期系统不稳定平衡点处的动能会单调递减,VSG系统可以实现全局稳定。由此,进一步提出了确保系统全局稳定性的阻尼调制方法。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真分析验证了所提全局稳定条件的正确性和阻尼调制方法的有效性。 展开更多
关键词 虚拟同步发电机 雅普诺夫定理 能量函数 阻尼耗散能量 全局稳定性 阻尼调制方法
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基于Backstepping理论的直线牵引电机无速度传感器控制 被引量:8
8
作者 王惠民 谢东 +1 位作者 姚博 葛兴来 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期6711-6722,共12页
在动态边端效应的作用下,直线牵引电机参数会发生显著地变化,导致无速度传感器控制性能恶化。该文以中低速磁悬浮列车直线电机为研究对象,利用backstepping控制理论和MRAS相结合的速度辨识方案实现高性能直线电机无速度传感器矢量控制... 在动态边端效应的作用下,直线牵引电机参数会发生显著地变化,导致无速度传感器控制性能恶化。该文以中低速磁悬浮列车直线电机为研究对象,利用backstepping控制理论和MRAS相结合的速度辨识方案实现高性能直线电机无速度传感器矢量控制。首先,给出以定子电流、转子磁链为状态变量的直线电机状态空间模型;然后,在状态空间模型的基础上引入附加状态变量,改写直线电机状态方程;利用backstepping控制理论设计含有校正项的直线电机观测器模型,并以观测器模型作为可调模型,以电机实际模型作为参考模型,建立速度辨识的模型参考自适应系统,并采用李雅普洛夫稳定性理论得到速度辨识算法。最后,对该方案进行仿真及硬件在环测试,结果验证了该方案的可行性。 展开更多
关键词 直线牵引电机 无速度传感器驱动系统 BACKSTEPPING控制 李雅普洛夫稳定性定理 模型参考自适应系统
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车联网环境下电子节气门全局快速滑模控制 被引量:15
9
作者 郑太雄 杨斌 +2 位作者 李永福 王波 李银国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2356-2364,共9页
车联网是目前汽车电子领域的研究热点,而车车通信是实现车联网的重要技术手段。为了提高车车通信过程中汽车电子节气门的控制性能,提出了基于Luenberger观测器的电子节气门全局快速滑模控制。具体来讲,首先,基于电子节气门的非线性模型... 车联网是目前汽车电子领域的研究热点,而车车通信是实现车联网的重要技术手段。为了提高车车通信过程中汽车电子节气门的控制性能,提出了基于Luenberger观测器的电子节气门全局快速滑模控制。具体来讲,首先,基于电子节气门的非线性模型,设计了Luenberger滑模观测器,以实现对节气门开度变化的在线估计;其次,以节气门开度误差为输入,通过李雅普诺夫稳定性理论设计了全局快速滑模控制器与外部扰动自适应律,以确保系统的稳定性和鲁棒性。最后,对提出的控制方法进行仿真验证,并与现有方法进行对比分析,仿真结果证明了所提出控制方法的有效性。 展开更多
关键词 车联网 车车通信 电子节气门 Luenberger滑模观测器 雅普洛夫稳定性理论 全局快速滑模控制
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四旋翼无人机的非线性控制理论研究与应用(英文) 被引量:8
10
作者 胡琼 费庆 +1 位作者 伍清河 耿庆波 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期656-663,共8页
四旋翼无人机是一类典型的非线性、动态不稳定的多输入多输出系统.首先将复杂的四旋翼动力学模型分解为两个内外环子系统,即平移动力学和姿态动力学,在此基础上研究了反步法以及滑模控制,并将其应用于四旋翼的位置和姿态控制.上述两种... 四旋翼无人机是一类典型的非线性、动态不稳定的多输入多输出系统.首先将复杂的四旋翼动力学模型分解为两个内外环子系统,即平移动力学和姿态动力学,在此基础上研究了反步法以及滑模控制,并将其应用于四旋翼的位置和姿态控制.上述两种非线性控制算法的设计及其稳定性分析都是以李雅普诺夫全局稳定性理论为基础.为了改善系统动态响应并避免超出执行机构的物理实现范围,在姿态控制子系统中,设计了分段可微信号作为安排"过渡过程",代替阶跃指令输入.仿真结果验证了反步法以及滑模控制在四旋翼上应用的可行性和有效性,最后通过对控制效果的比较、分析,总结两者各自的特点. 展开更多
关键词 四旋翼动力学模型 非线性控制 雅普诺夫全局稳定性定理 反步法 滑模控制
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只利用旋臂旋转运动的起重机消摆控制 被引量:5
11
作者 欧阳慧珉 内山直树 +3 位作者 佐野滋则 张广明 王德明 梅磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期131-137,共7页
针对在起重机系统中由旋臂旋转运动产生的二维荷载摆角问题提出一种只基于旋臂旋转运动的控制方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的消摆控制。首先,采用干扰观测器导出起重机的部分线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量等参数变化具... 针对在起重机系统中由旋臂旋转运动产生的二维荷载摆角问题提出一种只基于旋臂旋转运动的控制方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的消摆控制。首先,采用干扰观测器导出起重机的部分线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量等参数变化具有鲁棒性。其次,基于该模型设计一个非线性控制器,并应用李雅普诺夫稳定性定理确保控制系统的稳定性。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现一种无需控制旋臂起伏运动的执行机构的起重机,从而大大地简化其结构和降低其制造成本。 展开更多
关键词 旋转起重机 运动控制 非线性控制 雅普诺夫稳定性定理 消摆控制
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目标函数对神经网络性能影响的研究 被引量:2
12
作者 杜海峰 王孙安 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期54-57,共4页
通过对常用目标函数的性能、网络的收敛性及其统计特性影响的系统分析 ,给出了基于李雅普洛夫定理的有关收敛性的理论证明 .理论分析和相关实验表明 ,神经网络采用选择性强的目标函数其逼近能力也强 ,而选择合适的目标函数 ,可以保证神... 通过对常用目标函数的性能、网络的收敛性及其统计特性影响的系统分析 ,给出了基于李雅普洛夫定理的有关收敛性的理论证明 .理论分析和相关实验表明 ,神经网络采用选择性强的目标函数其逼近能力也强 ,而选择合适的目标函数 ,可以保证神经网络逼近是对函数的无偏估计 . 展开更多
关键词 目标函数 神经网络 收敛性 雅普洛夫定理 逼近能力 统计性能 选择性
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新型RISE-LADRC逆变器电压控制策略 被引量:2
13
作者 刘勇 沈贵妃 +2 位作者 章兢 盘宏斌 马士翔 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2021年第8期11-21,共11页
当微网逆变器中出现不平衡负载和非线性负载等强扰动时,传统线性自抗扰控制(LADRC)的抗扰能力不足,针对此问题提出一种误差符号鲁棒积分(RISE)与LADRC相结合的新型RISE-LADRC控制策略。通过采用RISE控制律来代替线性状态误差反馈律(LSE... 当微网逆变器中出现不平衡负载和非线性负载等强扰动时,传统线性自抗扰控制(LADRC)的抗扰能力不足,针对此问题提出一种误差符号鲁棒积分(RISE)与LADRC相结合的新型RISE-LADRC控制策略。通过采用RISE控制律来代替线性状态误差反馈律(LSEF),可减小控制器对线性扩张状态观测器(LESO)的依赖,当LESO的观测带宽一定时,RISE控制能有效地抑制系统中存在的扰动,并利用李雅普诺夫稳定性定理证明了所提控制策略的稳定性。仿真及实验结果表明,在微网逆变器中出现强扰动的情况下,相比传统LADRC控制策略,RISE-LADRC控制策略提高了控制器的跟踪精度,减小了稳态误差且表现出更好的抗扰能力。 展开更多
关键词 逆变器 线性自抗扰控制 线性扩张状态观测器 误差符号鲁棒积分 雅普诺夫稳定性定理
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Liapunov函数的计算机构造及其应用
14
作者 支希哲 孟光 顾致平 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第4期59-63,共5页
本文提出了一种易于编程借助计算机实现的构造线性离散时间系统Liapunov函数的方法。该方法迥避了直接求解离散Liapunov矩阵方程,而是利用相应矩阵的负定性条件,通过逐次改变解矩阵中某些元素之值,构造出系统的Li... 本文提出了一种易于编程借助计算机实现的构造线性离散时间系统Liapunov函数的方法。该方法迥避了直接求解离散Liapunov矩阵方程,而是利用相应矩阵的负定性条件,通过逐次改变解矩阵中某些元素之值,构造出系统的Liapunov函数。作为实例。 展开更多
关键词 稳定性 计算机 雅普洛夫函数 矩阵运算
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基于分数阶滑模的航天器姿态鲁棒控制
15
作者 邓立为 宋申民 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期1-8,共8页
针对存在外部扰动及转动惯量不确定性的高精度高稳定度的航天器姿态控制问题,提出了一种具有强鲁棒性的分数阶滑模控制器。首先,在修正罗德里格参数描述的航天器数学模型基础上,导出了便于分数阶滑模控制器设计的等效数学模型。其次,在... 针对存在外部扰动及转动惯量不确定性的高精度高稳定度的航天器姿态控制问题,提出了一种具有强鲁棒性的分数阶滑模控制器。首先,在修正罗德里格参数描述的航天器数学模型基础上,导出了便于分数阶滑模控制器设计的等效数学模型。其次,在传统滑模控制的滑模面与控制律中均引入分数阶微分算子,利用分数阶微分算子的快速收敛性与信息记忆性,设计了分数阶滑模控制器,并使用Lyapunov理论与分数阶稳定性理论证明了整个系统的稳定性。最后,仿真试验表明,分数阶滑模控制器具有高精度、强鲁棒性和良好的抗干扰性。 展开更多
关键词 分数阶微积分 滑模控制 鲁棒性 雅普诺夫稳定性定理 航天器姿态
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有关节约束超冗余机械臂的增益优化轨迹规划 被引量:12
16
作者 王文瑞 刘克俭 +4 位作者 顾金麟 李昂 储海荣 朱明超 徐振邦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1075-1086,共12页
为了实现超冗余机械臂的实时在线规划,本文提出一种基于雅克比转置矩阵的人工势场轨迹规划方法。轨迹规划不仅要满足末端跟踪精度要求,而且要满足关节速度和角度约束,关节速度主要由轨迹规划算法的增益决定,而增益的大小决定系统稳态性... 为了实现超冗余机械臂的实时在线规划,本文提出一种基于雅克比转置矩阵的人工势场轨迹规划方法。轨迹规划不仅要满足末端跟踪精度要求,而且要满足关节速度和角度约束,关节速度主要由轨迹规划算法的增益决定,而增益的大小决定系统稳态性能的好坏,通过优化势场函数和使用加权关节速度,在避免关节限制的前提下减小关节速度范数,从而能选择更大的增益。使用蒙特卡洛法建立最大关节速度与增益的关系,从而确定增益范围。分别在点对点运动和轨迹跟踪运动中选取不同的增益证明算法的正确性和有效性,并在轨迹跟踪运动中引入速度前馈,通过李雅普诺夫稳定性定理证明算法稳定性。通过以超冗余机械臂为模型仿真验证,得出在点对点运动下末端位置偏差小于10-4mm,姿态偏差小于1×10-5rad;轨迹跟踪运动的位置偏差小于10-3mm,姿态偏差小于1×10-4rad。最后进行实验验证,虽然实验过程中轨迹偏差相比于仿真增加一个数量级,但仍符合实验任务需求。 展开更多
关键词 人工势场 关节约束 加权关节速度 蒙特卡洛法 速度前馈 雅普诺夫稳定性定理
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线性多智能体系统分布式自适应时变编队跟踪控制 被引量:4
17
作者 王坦 杨森 +2 位作者 齐晓慧 朱子薇 孟丽洁 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2022年第10期41-45,共5页
利用自适应方法研究线性多智能体系统的分布式时变编队跟踪控制问题。根据相邻智能体的状态信息构建时变编队跟踪控制协议,与以往的编队跟踪控制协议不同,该协议采用自适应技术调节智能体间的耦合权重,其构建过程不涉及有关通信拓扑的... 利用自适应方法研究线性多智能体系统的分布式时变编队跟踪控制问题。根据相邻智能体的状态信息构建时变编队跟踪控制协议,与以往的编队跟踪控制协议不同,该协议采用自适应技术调节智能体间的耦合权重,其构建过程不涉及有关通信拓扑的全局信息;提出一个用来设计分布式自适应编队跟踪控制协议的算法,并基于李雅普诺夫稳定性定理(Lyapunov stability theorem)对算法进行稳定性分析;通过仿真验证了理论结果的有效性。 展开更多
关键词 多智能体系统 自适应方法 时变编队跟踪 雅普诺夫稳定性定理
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基于健康因子驱动的风力发电变桨系统自适应容错控制 被引量:3
18
作者 王宏伟 张倩 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第32期13229-13234,共6页
针对双馈式风电机组存在的故障,通过健康因子函数描述系统健康情况,在此基础上,提出模型参考自适应的鲁棒容错控制方法。提出的方法可以解决系统同时存在执行器故障、外界干扰和模型不确定性的自适应控制问题。通过李雅普诺夫稳定性定... 针对双馈式风电机组存在的故障,通过健康因子函数描述系统健康情况,在此基础上,提出模型参考自适应的鲁棒容错控制方法。提出的方法可以解决系统同时存在执行器故障、外界干扰和模型不确定性的自适应控制问题。通过李雅普诺夫稳定性定理保证了系统的稳定性和跟踪特性。最后,通过一个双馈风电变桨系统的自适应容错控制证明了所提出方法的有效性,对于执行器不同健康情况下,所设计的控制器可以使系统较好地完成跟踪任务。 展开更多
关键词 健康因子函数 双馈风电变桨系统 容错控制 雅普诺夫稳定性定理
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一类多时延异质多智能体系统的一致性 被引量:1
19
作者 廖诗来 姜顺 潘丰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第10期9-14,共6页
针对一类具有多变时延的一阶与二阶异构多智能体系统,研究了一致性问题。首先在异质系统中设计了一致性控制算法,通过将一阶、二阶系统重排和模型变换,使原系统分解成多个简单子系统;其次,利用李雅普洛夫稳定理论,分别在固定有向拓扑结... 针对一类具有多变时延的一阶与二阶异构多智能体系统,研究了一致性问题。首先在异质系统中设计了一致性控制算法,通过将一阶、二阶系统重排和模型变换,使原系统分解成多个简单子系统;其次,利用李雅普洛夫稳定理论,分别在固定有向拓扑结构和切换有向拓扑结构下,以线性矩阵不等式的形式给出了系统达到平均一致的充分条件;再次,通过求解一组可行的线性矩阵不等式,得到了多时延的一个容许上界;然后讨论了时延导数和控制增益对时延容许上界的影响,得出了时延上界与时延导数和控制增益分别成正相关及反相关,时延导数未知时的时延上界相对较小的结论;最后的仿真结果表明了理论结果的有效性。 展开更多
关键词 异质多智能体 多变时延 平均一致性 雅普洛夫稳定性理论 线性矩阵不等式
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