近年来,复合材料层合板结构被广泛地应用于航空航天、军工、建筑工程等领域。但是,由于其几何尺寸的不准确性、材料参数的分散性、载荷环境的波动性等不确定性因素的影响,可能会对复合材料层合板结构的可靠性和安全性,以及系统的输出响...近年来,复合材料层合板结构被广泛地应用于航空航天、军工、建筑工程等领域。但是,由于其几何尺寸的不准确性、材料参数的分散性、载荷环境的波动性等不确定性因素的影响,可能会对复合材料层合板结构的可靠性和安全性,以及系统的输出响应产生重大影响。由于复合材料层合板的层间黏结不良、外部应力集中等因素,当复合材料层合板结构的能量释放速率达到层间断裂韧性时,就会发生分层。因此对复合材料层合板结构的分层可靠性进行分析具有重要的意义。目前,对于复合材料层合板结构的可靠性分析主要是采用一阶可靠性方法(first order reliability method,FORM)、二阶可靠性方法(second order reliability method,SORM)和重要性抽样方法(importance sampling,IS)等传统可靠性分析方法,并将其和蒙特卡罗模拟(Monte Carlo simulation,MCS)对比。但是,当复合材料结构不确定性维度高且复杂时,这些方法不仅计算效率太低,而且不能保证其计算精度。相比于传统的可靠性分析方法,可以利用基于自适应Kriging模型集成策略和主动学习函数结合蒙特卡罗模拟(adaptive Kriging-based Monte Carlo simulation,AK-MCS)的方法,对复合材料层合板结构进行可靠性分析。而直接概率积分方法(direct probability integral method,DPIM)具有更高的计算效率和精度,特别是对于高维度和复杂的可靠性分析问题。所以,本文采用AK-MCS方法和DPIM对模式Ⅰ、模式Ⅱ和混合Ⅰ/Ⅱ模式下的复合材料层合板结构分层的可靠度进行了研究。结果表明:DPIM和AK-MCS与传统可靠性分析方法相比具有更高的计算精度和计算效率,但是DPIM以其高效的计算效率脱颖而出,尽管其精度略低于AK-MCS,但在处理随机变量更多、非线性程度更高的混合Ⅰ/Ⅱ模式下的层合板结构分层的可靠性时展现出明显优势。综合考虑精度与时效性的平衡,DPIM能够准确地评估复合材料结构的可靠度,保障其在航天航空装备等领域的安全运行。展开更多
为解决四自由度(4 degree-of-freedom,4-DOF)无人水面船在动态不确定性和外部扰动下的路径跟踪问题,提出一种基于有限时间积分视线(finite-time integral line-of-sight,FT-ILOS)制导的自适应神经网络路径跟踪控制方法。在视线(line-of-...为解决四自由度(4 degree-of-freedom,4-DOF)无人水面船在动态不确定性和外部扰动下的路径跟踪问题,提出一种基于有限时间积分视线(finite-time integral line-of-sight,FT-ILOS)制导的自适应神经网络路径跟踪控制方法。在视线(line-of-sight,LOS)制导框架下,利用有限时间理论,引入积分机制和新的制导机制,实现船舶位置跟踪误差的有限时间收敛,且避免制导积分项引起的饱和风险。基于反步控制法设计框架,结合FT-ILOS制导方法,利用自适应神经网络逼近复合扰动项,利用虚拟参数学习技术解决“维数灾难”问题,同时利用动态面控制技术降低计算复杂度。为减少执行器响应频率和磨损,在控制律与执行器之间建立周期事件触发协议。通过李雅普诺夫稳定性分析证明闭环控制系统中所有信号均有界,通过MATLAB仿真对比实验验证所提控制方法的有效性和鲁棒性。展开更多
SiC MOSFET因其高击穿电压、高开关速度、低导通损耗等性能优势而被广泛应用于各类电力电子变换器中。然而,由于其短路耐受时间仅为2~7μs,且随母线电压升高而缩短,快速可靠的短路保护电路已成为其推广应用的关键技术之一。为应对不同...SiC MOSFET因其高击穿电压、高开关速度、低导通损耗等性能优势而被广泛应用于各类电力电子变换器中。然而,由于其短路耐受时间仅为2~7μs,且随母线电压升高而缩短,快速可靠的短路保护电路已成为其推广应用的关键技术之一。为应对不同母线电压下的Si C MOSFET短路故障,文中提出一种基于漏源电压积分的自适应快速短路保护方法(drain-sourcevoltageintegration-basedadaptivefast short-circuit protection method,DSVI-AFSCPM),研究所提出的DSVI-AFSCPM在硬开关短路(hardswitchingfault,HSF)和负载短路(fault under load,FUL)条件下的保护性能,进而研究不同母线电压对DSVI-AFSCPM的作用机理。同时,探究Si CMOSFET工作温度对其响应速度的影响。最后,搭建实验平台,对所提出的DSVI-AFSCPM在发生硬开关短路和负载短路时不同母线电压、不同工作温度下的保护性能进行实验测试。实验结果表明,所提出的DSVI-AFSCPM在不同母线电压下具有良好的保护速度自适应性,即母线电压越高,短路保护速度越快,并且其响应速度受Si CMOSFET工作温度影响较小,两种短路工况下工作温度从25℃变化到125℃,短路保护时间变化不超过90 ns。因此,该文为Si CMOSFET在不同母线电压下的可靠使用提供一定技术支撑。展开更多
天线伺服控制系统是通信系统的重要组成部分。天线伺服控制的稳定性和快速性直接影响通信质量的好坏。针对某一船站天线系统,在设计模糊自适应比例-积分-微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制器的基础上,进行多模态控制系统...天线伺服控制系统是通信系统的重要组成部分。天线伺服控制的稳定性和快速性直接影响通信质量的好坏。针对某一船站天线系统,在设计模糊自适应比例-积分-微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制器的基础上,进行多模态控制系统设计。通过设计一个切换阀值,将大比例控制、超前滞后控制、模糊自适应PID控制组合在一起。当位置误差较大时,用大比例控制,位置误差适中时用超前滞后控制,当误差小于一个阀值时,采用模糊自适应PID控制。多模态控制阶跃响应曲线前面一段用比例控制,响应速度更快,中间位置切换到超前滞后控制那段,避免超调震荡,最后段用模糊自适应PID控制,稳态误差小。利用Matlab进行仿真,仿真结果显示多模态控制能够得到比单一控制更好的动态响应性能。展开更多
文摘近年来,复合材料层合板结构被广泛地应用于航空航天、军工、建筑工程等领域。但是,由于其几何尺寸的不准确性、材料参数的分散性、载荷环境的波动性等不确定性因素的影响,可能会对复合材料层合板结构的可靠性和安全性,以及系统的输出响应产生重大影响。由于复合材料层合板的层间黏结不良、外部应力集中等因素,当复合材料层合板结构的能量释放速率达到层间断裂韧性时,就会发生分层。因此对复合材料层合板结构的分层可靠性进行分析具有重要的意义。目前,对于复合材料层合板结构的可靠性分析主要是采用一阶可靠性方法(first order reliability method,FORM)、二阶可靠性方法(second order reliability method,SORM)和重要性抽样方法(importance sampling,IS)等传统可靠性分析方法,并将其和蒙特卡罗模拟(Monte Carlo simulation,MCS)对比。但是,当复合材料结构不确定性维度高且复杂时,这些方法不仅计算效率太低,而且不能保证其计算精度。相比于传统的可靠性分析方法,可以利用基于自适应Kriging模型集成策略和主动学习函数结合蒙特卡罗模拟(adaptive Kriging-based Monte Carlo simulation,AK-MCS)的方法,对复合材料层合板结构进行可靠性分析。而直接概率积分方法(direct probability integral method,DPIM)具有更高的计算效率和精度,特别是对于高维度和复杂的可靠性分析问题。所以,本文采用AK-MCS方法和DPIM对模式Ⅰ、模式Ⅱ和混合Ⅰ/Ⅱ模式下的复合材料层合板结构分层的可靠度进行了研究。结果表明:DPIM和AK-MCS与传统可靠性分析方法相比具有更高的计算精度和计算效率,但是DPIM以其高效的计算效率脱颖而出,尽管其精度略低于AK-MCS,但在处理随机变量更多、非线性程度更高的混合Ⅰ/Ⅱ模式下的层合板结构分层的可靠性时展现出明显优势。综合考虑精度与时效性的平衡,DPIM能够准确地评估复合材料结构的可靠度,保障其在航天航空装备等领域的安全运行。
文摘为解决四自由度(4 degree-of-freedom,4-DOF)无人水面船在动态不确定性和外部扰动下的路径跟踪问题,提出一种基于有限时间积分视线(finite-time integral line-of-sight,FT-ILOS)制导的自适应神经网络路径跟踪控制方法。在视线(line-of-sight,LOS)制导框架下,利用有限时间理论,引入积分机制和新的制导机制,实现船舶位置跟踪误差的有限时间收敛,且避免制导积分项引起的饱和风险。基于反步控制法设计框架,结合FT-ILOS制导方法,利用自适应神经网络逼近复合扰动项,利用虚拟参数学习技术解决“维数灾难”问题,同时利用动态面控制技术降低计算复杂度。为减少执行器响应频率和磨损,在控制律与执行器之间建立周期事件触发协议。通过李雅普诺夫稳定性分析证明闭环控制系统中所有信号均有界,通过MATLAB仿真对比实验验证所提控制方法的有效性和鲁棒性。
文摘天线伺服控制系统是通信系统的重要组成部分。天线伺服控制的稳定性和快速性直接影响通信质量的好坏。针对某一船站天线系统,在设计模糊自适应比例-积分-微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制器的基础上,进行多模态控制系统设计。通过设计一个切换阀值,将大比例控制、超前滞后控制、模糊自适应PID控制组合在一起。当位置误差较大时,用大比例控制,位置误差适中时用超前滞后控制,当误差小于一个阀值时,采用模糊自适应PID控制。多模态控制阶跃响应曲线前面一段用比例控制,响应速度更快,中间位置切换到超前滞后控制那段,避免超调震荡,最后段用模糊自适应PID控制,稳态误差小。利用Matlab进行仿真,仿真结果显示多模态控制能够得到比单一控制更好的动态响应性能。
