非线性建模

摘要： 采用解析法建立新型线圈辅助励磁开关磁阻电机非线性模型,并对电机关键结构参数进行灵敏度分析。将天牛须算法应用于电机多目标全局搜索,求解性能最优的结构参数。为验证天牛须算法的有效性和可行性,同时也采用粒子群算法对电机进行多目标优化,分别建立两种算法优化后的电机三维有限元模型。两种优化结果对比分析表明,天牛须算法优化得到的电机转矩脉动更小,效率更高。

摘要： 建立精确的开关磁阻电机(SRM)模型对于改善SRM的性能和控制效果有着重要的影响。针对SRM运行时磁路的高度饱和和严重非线性问题,提出了基于思维进化算法(MEA)优化的反向传播(BP)神经网络算法的SRM非线性模型。利用ANSYS Maxwell软件建立了四相8/6极SRM模型并进行有限元计算,通过仿真和试验值的对比验证了该模型的精度比未经MEA优化的BP神经网络模型更高,可以更好地反映SRM运行时的磁链特性和转矩特性,且具有较好的泛化能力。

摘要： 冷热电联供能源系统的运行经济性取决于联供系统运行策略的合理程度。围绕含冰蓄冷装置的典型冷热电联供微型能源系统,建立主要能源设备的输入、输出非线性模型,以日运行成本最低为目标函数,输入微型能源网的冷热电负荷、能源市场价格以及设备类型与容量,通过求解非线性优化调度模型,可计算微型能源网内各供能设备的运行方式和出力。以某园区供冷季、供暖季、过渡季3个典型日工况的冷热点负荷为例进行模型验证,算例表明通过此方法计算的各供能设备的运行方式和出力,可显著降低系统的日运行费用,实现冷热电联供能源系统的经济优化运行。

摘要： 基于系统状态空间方程对EPS测试被动加载系统的非线性模型搭建.通过对系统被动加载系统的各部分进行分析,以阀芯位移作为输入量,液压缸输出压力为输出量,利用流体力学三大方程建立系统状态空间方程,并考虑系统内扰、饱和非线性、摩擦力干扰等,得出系统非线性模型,在Simulink环境下进行仿真,与基于传递函数搭建的线性化系统模型进行对比分析.结果表明,非线性系统模型一定程度上接近真实EPS测试被动加载系统,对后续的系统鲁棒性控制研究有一定的参考性价值.

摘要： 针对传统轮胎力学模型因形式复杂、参数拟合困难等而不便于进行车辆系统动力学控制设计的问题,提出一种基于数据驱动的轮胎纵滑力学特性分段仿射辨识建模方法.基于平板式轮胎动态特性试验台,准确获取了反映轮胎在3124、6530、8036、9468、11760 N等5个垂向载荷,胎压880 kPa,纵向滑移率变化范围为-1～0.5,以及峰值附着系数分别为0.34和0.77的两种路面条件下的非线性纵滑力学特性试验数据.在此基础上,对试验结果进行了分析,确定了轮胎纵向力与其主要影响因素间的一般映射关系,进而引入分段仿射辨识理论完成轮胎纵滑力学特性的有效辨识.辨识主要由试验数据聚类、仿射子模型参数估计以及分解面系数矩阵求解等3个环节组成,分别采用改进的K-means、最小二乘以及模糊加权近似支持向量机等算法进行实现,最终针对低附路面和高附路面分别获取了10个仿射子模型用于拟合轮胎非线性纵滑力学特性试验数据.为验证辨识轮胎模型的精度,将模型仿真结果与试验数据进行对比.结果表明,所辨识的轮胎模型能够准确描述轮胎非线性纵滑力学特性,模型整体拟合精度高于95％.

摘要： 为了研究电励磁双凸极电机(DSEM)的控制策略,必须建立精确控制模型.DSEM定转子均为双凸极结构,存在明显的边缘效应和高度的局部饱和现象,其磁链和转矩均为电枢电流、励磁电流及转子位置角的非线性函数,难以采用常规方法建立精确控制模型.在深入分析电机电磁特性的基础上,通过有限元仿真分别建立磁链与转矩关于电流与转子位置角关系的数据表.采用Simulink三维查表法,分别对DSEM磁链函数和转矩函数进行建模,并与电压方程一起构成DSEM仿真模型.针对模型各个环节进行了分析验证,以励磁绕组滞环斩波空载反电动势及电枢电流采用不对称控制策略为例,将仿真结果与有限元仿真及试验结果进行了对比,验证了所建模型的精确性、有效性及建模方法的可行性.

摘要： 神经网络是一种利用大量简单结构表达复杂函数的新型建模方法,近年来得到了深入研究和广泛应用。循环神经网络(Recurrent neural network,RNN)因其记忆功能这一特性,被广泛应用于语音识别、机器翻译等领域。然而,实际生产过程建模存在变量多、非线性高、动态性强等难题,且现有的RNN算法难以取得较高的预测精度。目前,对于RNN的优化多集中于输入层的变量选择,较少考虑网络结构中隐含层的优化问题。本文提出一种面向循环神经网络的输入变量选择及结构优化算法,采用非负绞杀(Nonnegative Garrote,NNG)算法对RNN的输入层与隐含层反馈的初始权值进行同步压缩,进而构建泛化能力更强的RNN网络模型。基于增加时滞特性的Friedman数据集对提出算法进行性能检验,并与其他经典的神经网络建模算法进行比较。仿真结果表明,所提算法能有效克服静态神经网络无法提取时序信息的缺点,且能精确选择相关变量,简化RNN模型结构,从而提高动态模型泛化能力。

摘要： 针对开关磁阻轮毂电机气隙偏心产生的不平衡径向力对车辆平顺性造成的不利影响,提出一种基于电流斩波的脉冲调制控制(PWM)的方法抑制开关磁阻轮毂电机不平衡径向力,从根本上改善车辆平顺性.首先通过Ansoft Maxwell对一台8/6极四相开关磁阻电机进行有限元分析,在获取电机特殊位置电感数据的基础上,采用傅里叶级数拟合的方法建立开关磁阻电机非线性模型,并与有限元分析结果做对比验证了该模型的准确性.在此基础上建立开关磁阻轮毂电机驱动模型和轮毂电机驱动电动汽车机电耦合一体化模型,将所提出基于电流斩波的PWM控制方法与传统电流斩波控制方法对车辆平顺性影响做对比,仿真结果显示基于电流斩波的PWM控制方法能有效降低开关磁阻轮毂电机不平衡径向力的大小,在提高电机输出转矩的同时改善轮毂电机驱动电动汽车平顺性.

摘要： 神经网络是一种利用大量简单结构表达复杂函数的新型建模方法,近年来得到了深入研究和广泛应用.循环神经网络(Recurrent neural network,RNN)因其记忆功能这一特性,被广泛应用于语音识别、机器翻译等领域.然而,实际生产过程建模存在变量多、非线性高、动态性强等难题,且现有的RNN算法难以取得较高的预测精度.目前,对于RNN的优化多集中于输入层的变量选择,较少考虑网络结构中隐含层的优化问题.本文提出一种面向循环神经网络的输入变量选择及结构优化算法,采用非负绞杀(Nonnegative Garrote,NNG)算法对RNN的输入层与隐含层反馈的初始权值进行同步压缩,进而构建泛化能力更强的RNN网络模型.基于增加时滞特性的Friedman数据集对提出算法进行性能检验,并与其他经典的神经网络建模算法进行比较.仿真结果表明,所提算法能有效克服静态神经网络无法提取时序信息的缺点,且能精确选择相关变量,简化RNN模型结构,从而提高动态模型泛化能力.

摘要： 本文归纳总结了近5年的非线性建模方法，并对非线性磁参数法、函数解析法、神经网络法、支持向量机法四种非线性建模方法的特点进行分析比较，阐述了各种建模方法的优缺点，在实际中对电机的建模可根据实际需要选择合适的建模方法。随着对SRM非线性建模方法的深入研究，通过对SRM磁链特性或矩角特性的分析，在模型的准确性和快速性之间折衷，选择合适的函数类型拟合磁链（转矩）、电流、转子位置三者之间的非线性关系，建立SRM的非线性模型；继续对智能算法进行深入的研究，寻找适合SRM磁链特性或矩角特性特点的算法优化神经网络、支持向量机等智能方法中的参数，使建模更快速准确；进一步加强对电机本体的研究，从磁场、磁路及其场路耦合等方面并结合电机的本体结构对SRM进行非线性建模。

摘要： 主要内容是对选定聚氨酯(PU-100)弹性体的阻尼性能建立数学模型,包括对弹性体性能的表征、数据的非线性建模.在交变应力(σ)/应变(ε)的作用下,研究弹性体在不同的频率(f)、温度(T)、不同大小的交变σ/ε下的阻尼行为,对所测得的数据进行非线性建模,包括f和阻尼因子(tanδ)二维方程拟合;f、T和tanδ三维曲面图绘制、三维方程拟合,为减振件设计预测提供理论依据.

摘要： 针对开关磁阻电机（SRM）磁化曲线高度饱和、非线性的特点，本文提出一种基于改进的BP神经网络建立开关磁阻电机模型的方法。该方法构造了一个将连接权值变为参数可调函数的BP神经网络。通过分析开关磁阻电机磁链与转矩特性获得神经网络的训练样本，经过训练，实现开关磁阻电机非线性建模，并在Matlab/Simulink中建立开关磁阻电机控制系统（SRD）仿真模型。仿真与实验结果的对比，证明了此建模方法可行。与传统BP 神经网络建模相比，该方法节约了计算时间，具有很强的泛化能力和较高精度，有效地提高了收敛速度。

摘要： 研究非平稳数控加工过程与搅拌摩擦焊接(FSW)过程中主轴力非线性建模方法;研究主轴力智能预测方法与自适应控制方法;研究FSW过程中焊接力热耦合建模、系统参数在线辨识及自适应控制.具体方法为:基于系统辨识方法建立加工过程Hammertein非线性结构模型,基于带有遗忘因子的递推最小二乘法进行静态非线性环节与动态线性环节参数辨识,并采用广义预测控制建立主轴力控制器.

摘要： 随着多电/全电发动机的发展,利用电信号传递能量的电力作动器开始出现.作为电力作动器的代表,将伺服电机变频变压技术融入其中的电静液作动器(EHA)受到国内外高度重视及研究.作为发动机传动系统的重要部件，本文针对发动机作动系统性能要求,提出了一种电静液作动器总体结构设计,并对其进行原理分析,应用Amesim与Matlab联合仿真技术对其进行非线性建模及仿真分析.仿真结果表明,所设计的电静液作动器具有良好的动态性能,满足航空推进技术对发动机作动系统性能的要求.

摘要： 建立了冷板带轧机含时变刚度和非线性阻尼的两自由度非线性垂向系统自激振动模型。利用奇异值理论讨论不同参数条件下系统的稳定性，通过平均法对系统振动方程就行求解，推导垂向系统方程的一次近似解，分析非线性参数变化对系统稳定性的影响。最终，通过数值仿真验证了理论推导结论的正确性，对冷轧机垂向系统的建模与分析有一定的指导意义。

摘要： 结合当前大型民用飞机的非线性耦合性强、气动参数复杂、建模过程长的特点，研究给出了一种基于输入输出分析的快速建模方法。该方法利用飞行品质中的低阶等效系统概念，在非线性建模完成后，利用飞机的时域或频域分析获得适合飞机基本模态的低阶模型，利用该建模结果导出飞机线性方程。如果获得的失配参数小，则结果的可信度较高。线性系统和非线性系统的算例表明该方法是可行的，具有应用性。

摘要： 论文针对带有喷气脉冲调制环节的挠性充液航天器，分析了伪速率调制器(PRM)的非线性建模问题，并在此基础上提出了一种基于间接型自适应模糊逻辑系统的控制算法。该算法利用模糊逻辑系统逼近包括脉冲调制器环节在内的被控对象动力学，以逼近结果来构造基本控制律，并设计相应的补偿控制律来消除模糊逻辑系统逼近误差引起的控制误差。利用完整的三通道数学模型进行数学仿真，验证了控制算法的有效性。

摘要： 为了分析非线性因素对车载武器炮控系统的影响,以某步兵战车为研究对象,考虑构件间隙、弹性变形、车体扰动力矩等非线性因素,建立包含刚柔耦合参数化动力学模型和控制系统模型的炮控系统机电协同仿真模型,通过仿真分析了炮控系统的动态性能.研究结果表明各种非线性因素对炮控系统性能有较大影响,从而为炮控系统参数优化提供了依据.

摘要： 为了分析非线性因素对车载武器炮控系统的影响,以某步兵战车为研究对象,考虑构件间隙、弹性变形、车体扰动力矩等非线性因素,建立包含刚柔耦合参数化动力学模型和控制系统模型的炮控系统机电协同仿真模型,通过仿真分析了炮控系统的动态性能.研究结果表明各种非线性因素对炮控系统性能有较大影响,从而为炮控系统参数优化提供了依据.

摘要： 一种用于估计微分或差分方程的方法和系统，该方程可以控制非线性、时变和变参数的动态过程或系统。所述用于估计所述方程方法和系统是通过对所述方程的观测到的输出和(当需要时的)输入数据进行估计来实现的。所述方法和系统可采用任何如下的系统或过程：该系统或过程能够被描述成非线性、时变和变参数的差分方程并且可用于在描述详细的系统或方法性能时自动提取该差分方程，该系统或方法性能用于系统控制、故障检测、状态估计以及系统或方法中有变化时它们的预测和修改。

摘要： 本发明公开了一种并发多波段非线性系统的互耦建模方法及线性化装置，通过互耦型多输入数字预失真器将并发多波段信号分成各个波段的基带数据序列后进行数字预失真，然后同步输入到相应的基带变射频模块中，另外，通过并发多波段非线性特性提取装置捕获并发多波段非线性系统输出端的并发多波段失真射频信号中各个波段的失真基带数据，并将各个波段的失真基带数据和并发多波段信号中各个波段的原始基带数据直接输入到多输入互耦数字预失真参数训练器中进行预失真参数提取；优点是降低了对基带变射频模块中的数模转换器（DA）速率的要求，减少了数字信号处理设备，节省了数字信号处理器件资源开销。

摘要： 一种用于估计扬声器的非线性偏移的非线性偏移估计系统，可包括：扬声器，所述扬声器具有力传感器；和控制器，所述控制器被编程为通过基于所述扬声器的安全工作区(SOA)非线性曲线之外的渐近线对至少一个约束非线性曲线建模来限制所述扬声器的偏移。

摘要： 一种扩音器实时状态变量预测系统可以包括：扩音器，所述扩音器具有音圈和磁体；以及非线性偏移模型，所述非线性偏移模型被配置成估计所述扩音器的非线性偏移。所述系统还可以包括：热模型，所述热模型被配置成基于所述扩音器的至少一个热特性来利用热参数和频率；以及增益调整热限制器，所述增益调整热限制器被配置成对传入音频信号应用增益减小以保护所述扩音器免于热过载。

摘要： 本发明涉及鲁棒非线性扬声器建模的约束非线性参数估计，其提供一种用于估计扬声器的音圈温度的热模型系统，其具有频率相关参数以建模所述扬声器的热行为，所述热模型系统可以包括：具有音圈和磁体的扬声器；以及热模型，所述热模型被配置为具有包括所述音圈和所述磁体的多个频率相关热电路，所述多个频率相关热电路确定音圈温度，所述音圈温度用于限制对所述扬声器的输入以防止所述扬声器的热过载。

摘要： 本发明属于航空发动机建模领域，公开了一种含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模系统及建模方法，所述含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模系统包括：CDFS信息获取模块、外涵信息获取模块、中央控制模块、内涵信息获取模块、数据分析模块、CDFS数值模型构建模块、外涵出口流量计算模块、外涵出口静压计算模块、外涵进口控制模块、显示模块。本发明提供的含CDFS结构的航空发动机非线性模型建模方法为具有CDFS结构的航空发动机建模方法，进行建模中，分别构建了CDFS的数值模型以及CDFS后放气涵道前涵道引射器的数值模型，并且对具有CDFS结构的航空发动机多股气流实时掺混情况进行了计算，达到实时数值模拟的目的。

摘要： 在第一步骤中，为多个流体动力学输入参数中的每一个选择定义的范围值。使用选择的范围值和正演模型生成仿真地形结果。生成详细地震解释以表示特定地震特征或观测地形。对计算的失配值进行最小化，失配值表示仿真地形结果与详细地震解释之间的距离。生成估计的优化砂率和优化的流体动力学输入参数。在第二步骤中，使用遗传算法来确定估计的优化砂率中的每个粒度的比例。使用根据从井数据提取的厚度和孔隙度数据计算的失配值以及由正演模型生成的仿真结果生成不同粒度的优化组分。生成优化的流体动力学输入参数和不同粒度的优化组分。

摘要： 本公开提供了一种基于神经网络非线性模型的发动机线性化建模方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质，其发动机线性化建模方法包括：采集发动机数据集；利用网络架构搜索方法，得到对应于发动机数据集的神经网络架构及超参数，并进行神经网络模型训练，得到发动机非线性神经网络模型；采用数值扰动方法，对发动机非线性神经网络模型进行线性化处理，建立发动机稳态点邻域内的线性状态空间模型；根据调度参数将发动机的运行过程分为N段，对每一段运行过程分别进行线性化处理，得到N个子线性状态空间模型；基于调度参数和N个子线性状态空间模型，构造线性变参数模型的系数矩阵，得到发动机的全运行过程对应的线性状态空间模型。

摘要： 本发明公开了一种应用于开关电源的通用非线性建模模块及其建模方法，通用ITIS模块对应三种不同的建模模型，分别是通用ITIS模块稳态模型、通用ITIS模块大信号模型、通用ITIS模块小信号模型。使用通用ITIS模块对开关变换器中的包含部分感性元件和开关器件在内的非线性部分进行统一表达，将开关变换器中复杂的非线性部分的建模预先完成，建立目标变换器的稳态模型、大信号模型或小信号模型时，仅需建立目标变换器等效ITIS模块外部线性网络状态方程，将其代入通用ITIS模块即可。本发明大大简化了用户建模的难度，提高建模分析的效率。

摘要： 本发明公开了一种应用于开关电源的通用非线性建模模块及其建模方法，通用ITIS模块对应三种不同的建模模型，分别是通用ITIS模块稳态模型、通用ITIS模块大信号模型、通用ITIS模块小信号模型。使用通用ITIS模块对开关变换器中的包含部分感性元件和开关器件在内的非线性部分进行统一表达，将开关变换器中复杂的非线性部分的建模预先完成，建立目标变换器的稳态模型、大信号模型或小信号模型时，仅需建立目标变换器等效ITIS模块外部线性网络状态方程，将其代入通用ITIS模块即可。本发明大大简化了用户建模的难度，提高建模分析的效率。