为发展中国气象局地球系统数值预报中心CMA-MESO模式对流尺度集合预报,基于CMA-MESO模式设计了观测扰动构建技术,并利用该技术发展集合资料同化(ensemble data assimilation,EDA)初值扰动方法。开展观测扰动敏感性试验、EDA方法在CMA-M...为发展中国气象局地球系统数值预报中心CMA-MESO模式对流尺度集合预报,基于CMA-MESO模式设计了观测扰动构建技术,并利用该技术发展集合资料同化(ensemble data assimilation,EDA)初值扰动方法。开展观测扰动敏感性试验、EDA方法在CMA-MESO对流尺度集合预报中的应用试验,分析观测扰动构建合理性及影响特征,并对比传统的动力降尺度方法与EDA方法的效果,结果表明:观测扰动可有效表征同化中来源于观测资料的不确定性特征;观测扰动主要影响CMA-MESO模式短时效预报效果,随时效延长逐渐耗散;EDA方法可有效形成对流尺度集合预报初值扰动,相对于传统的动力降尺度,该方法可显著减少初值扰动中来自背景场的扰动分量,并增加观测扰动分量体现观测的不确定性;强对流降水个例试验也表明,EDA方法可有效提高降水概率预报效果。展开更多
针对受外部环境干扰和输入受限影响的欠驱动水面船舶的轨迹跟踪控制问题,设计了一种带有扰动观测器的复合控制方法。首先,设计了一种快速有限时间干扰观测器(finite time disturbance observer, FTDO),并通过Lyapunov稳定性分析证明其...针对受外部环境干扰和输入受限影响的欠驱动水面船舶的轨迹跟踪控制问题,设计了一种带有扰动观测器的复合控制方法。首先,设计了一种快速有限时间干扰观测器(finite time disturbance observer, FTDO),并通过Lyapunov稳定性分析证明其有效性。与普通的FTDO相比,新观测器即使初始误差远离原点,也能使估计误差快速收敛到零。然后,基于快速FTDO,利用反步法设计了一种新的轨迹跟踪复合控制器,实现了水面船舶控制系统轨迹跟踪误差在有限时间内趋于零点半径任意小的邻域内。最后,通过仿真将所设计的控制器与现有控制器进行比较,验证了所提方法的有效性。展开更多
文摘为发展中国气象局地球系统数值预报中心CMA-MESO模式对流尺度集合预报,基于CMA-MESO模式设计了观测扰动构建技术,并利用该技术发展集合资料同化(ensemble data assimilation,EDA)初值扰动方法。开展观测扰动敏感性试验、EDA方法在CMA-MESO对流尺度集合预报中的应用试验,分析观测扰动构建合理性及影响特征,并对比传统的动力降尺度方法与EDA方法的效果,结果表明:观测扰动可有效表征同化中来源于观测资料的不确定性特征;观测扰动主要影响CMA-MESO模式短时效预报效果,随时效延长逐渐耗散;EDA方法可有效形成对流尺度集合预报初值扰动,相对于传统的动力降尺度,该方法可显著减少初值扰动中来自背景场的扰动分量,并增加观测扰动分量体现观测的不确定性;强对流降水个例试验也表明,EDA方法可有效提高降水概率预报效果。
文摘针对受外部环境干扰和输入受限影响的欠驱动水面船舶的轨迹跟踪控制问题,设计了一种带有扰动观测器的复合控制方法。首先,设计了一种快速有限时间干扰观测器(finite time disturbance observer, FTDO),并通过Lyapunov稳定性分析证明其有效性。与普通的FTDO相比,新观测器即使初始误差远离原点,也能使估计误差快速收敛到零。然后,基于快速FTDO,利用反步法设计了一种新的轨迹跟踪复合控制器,实现了水面船舶控制系统轨迹跟踪误差在有限时间内趋于零点半径任意小的邻域内。最后,通过仿真将所设计的控制器与现有控制器进行比较,验证了所提方法的有效性。