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一种高性能的非线性励磁控制 被引量:37
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作者 李啸骢 程时杰 +1 位作者 韦化 王少荣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期37-42,共6页
考虑到在基于微分几何的非线性控制中,输出函数的选取会直接影响到变换后的线性空间的构成,从而影响到控制器的最终控制效果这一事实,该文提出了通过将输出函数选取为多状态变量组合形式的简便方法来解决非线性控制系统的动、静态性能... 考虑到在基于微分几何的非线性控制中,输出函数的选取会直接影响到变换后的线性空间的构成,从而影响到控制器的最终控制效果这一事实,该文提出了通过将输出函数选取为多状态变量组合形式的简便方法来解决非线性控制系统的动、静态性能的综合协调问题,从而有效地提高控制系统的整体综合性能;将此方法用于发电机的非线性励磁控制系统中,成功地找到了一种具有较高控制性能的非线性励磁控制律。仿真结果显示,该控制律既能很好地提高发电机端电压控制精度,又能有效地提高发电机组的运行稳定性,并表明所提出的控制器能有效地协调系统中各状态量的动、静态性能,具有较好的工业运用价值。 展开更多
关键词 发电机组 非线性励磁控制 微分几何 静态性能 电力系统
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数学课程思政的探索与实践 被引量:48
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作者 陈航 《中国大学教学》 CSSCI 北大核心 2020年第11期44-49,共6页
思想政治教育在高校立德树人过程中占据着重要地位。微分几何是一门具有重要理论研究价值和应用价值的数学专业课程。本文主要分享了在全方位育人导向下,将思想政治教育元素融入微分几何课程教学过程的探索和实践。
关键词 课程思政 立德树人 微分几何 教学方法
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静止同步补偿器数学模型及其无功电流控制研究 被引量:30
3
作者 郭锐 刘国海 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期21-24,共4页
运用开关函数法对静止同步补偿器(STATCOM)进行数学建模,提出其无功电流的比例积分(PI)控制和基于微分几何的非线性控制方法,讨论非线性控制方法中零动态稳定性问题。用Matlab对2种控制方法进行了仿真分析,结果表明:非线性控制下无功电... 运用开关函数法对静止同步补偿器(STATCOM)进行数学建模,提出其无功电流的比例积分(PI)控制和基于微分几何的非线性控制方法,讨论非线性控制方法中零动态稳定性问题。用Matlab对2种控制方法进行了仿真分析,结果表明:非线性控制下无功电流的响应速度明显快于PI控制,且在参考输入电流方向发生改变时,非线性控制的过渡更为平稳。 展开更多
关键词 静止同步补偿器 数学模型 比例积分控制 微分几何 零动态
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基于微分几何方法的永磁同步电动机的混沌运动的控制 被引量:43
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作者 韦笃取 罗晓曙 +1 位作者 方锦清 汪秉宏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期54-59,共6页
永磁同步电动机(PMSM)在某些参数及工作条件下会出现混沌运动,这将危及电机传动系统的稳定运行,因此如何抑制或消除PMSM中的混沌成为保持其稳定性的关键问题.利用微分几何控制理论,首先从解析上推导出PMSM混沌运动控制律的表达式,然后... 永磁同步电动机(PMSM)在某些参数及工作条件下会出现混沌运动,这将危及电机传动系统的稳定运行,因此如何抑制或消除PMSM中的混沌成为保持其稳定性的关键问题.利用微分几何控制理论,首先从解析上推导出PMSM混沌运动控制律的表达式,然后对控制过程进行仿真.理论分析及数值仿真结果表明:该控制策略不仅行之有效,而且相对其他控制方法具有一定的优越性.研究结果对保证电机传动系统的稳定运行具有较好的参考价值. 展开更多
关键词 混沌控制 微分几何 准确线性化 永磁同步电动机
原文传递
基于曲率数据的曲线拟合方法研究 被引量:32
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作者 吴家麒 杨东英 +1 位作者 沈林勇 陈建军 《应用科学学报》 CAS CSCD 2003年第3期258-262,共5页
从肠道内窥检查中镜体模型重建的需要出发,介绍了基于曲率数据的曲线拟合方法.首先完成了从线应变到曲率的转换,以及从离散曲率到连续曲率的插值;然后用微分几何的方法,研究得出了三种基于曲率积分的曲线拟合方法;并在对这些拟合方法进... 从肠道内窥检查中镜体模型重建的需要出发,介绍了基于曲率数据的曲线拟合方法.首先完成了从线应变到曲率的转换,以及从离散曲率到连续曲率的插值;然后用微分几何的方法,研究得出了三种基于曲率积分的曲线拟合方法;并在对这些拟合方法进行试算验证的同时,分析了拟合误差产生的原因,以及相应的减小拟合误差的若干措施. 展开更多
关键词 内窥镜检查 镜体模型重建 曲率数据 曲线拟合 曲率积分 拟合误差 微分几何 计算机图形学
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链式D-STATCOM建模及其状态反馈精确线性化解耦控制 被引量:36
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作者 查晓明 张茂松 孙建军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第28期107-113,共7页
配电网静止同步补偿器(distribution static synchronous compensator,D-STATCOM)由于其突出性能已被证明是配电网无功动态调节的有效手段。然而链式结构的D-STATCOM由多个H桥逆变单元级联而成,是一个非线性多变量、强耦合的系统,难以... 配电网静止同步补偿器(distribution static synchronous compensator,D-STATCOM)由于其突出性能已被证明是配电网无功动态调节的有效手段。然而链式结构的D-STATCOM由多个H桥逆变单元级联而成,是一个非线性多变量、强耦合的系统,难以建立精确的数学模型,从而给控制器设计及应用带来困难。通过等效电路变换建立链式D-STATCOM的精确非线性数学模型;然后基于微分几何理论提出一种状态反馈精确线性化方法,将链式D-STATCOM非线性系统精确线性化;最终实现链式D-STATCOM的有功、无功解耦控制器设计。仿真与工程实际应用表明,该数学模型及其控制策略对链式D-STATCOM能够实现完全解耦,无功电流控制的动态响应快、稳态特性好。 展开更多
关键词 配电网静止同步补偿器 动态无功补偿 微分几何 状态反馈
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并联机构中奇异位形的分类与判定 被引量:17
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作者 沈辉 吴学忠 +1 位作者 刘冠峰 李泽湘 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期26-31,共6页
基于拓扑学和微分几何等数学工具研究并联机构位形空间的拓扑几何性质,并据此对并联机构中存在的奇异位形进行分类,揭示了各种奇异位形的不同物理意义,同时给出了不同奇异位形的计算方法。该方法适用于一般并联机构的奇异位形计算。最... 基于拓扑学和微分几何等数学工具研究并联机构位形空间的拓扑几何性质,并据此对并联机构中存在的奇异位形进行分类,揭示了各种奇异位形的不同物理意义,同时给出了不同奇异位形的计算方法。该方法适用于一般并联机构的奇异位形计算。最后对几种典型并联机构的奇异性进行了分析。 展开更多
关键词 并联机构 奇异位形 位形空间 微分几何 拓扑学
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Riemann-Finsler Geometry with Applications to Information Geometry 被引量:28
8
作者 Zhongmin SHEN 《Chinese Annals of Mathematics,Series B》 SCIE CSCD 2006年第1期73-94,共22页
Information geometry is a new branch in mathematics, originated from the applications of differential geometry to statistics. In this paper we briefly introduce Riemann-Finsler geometry, by which we establish Informat... Information geometry is a new branch in mathematics, originated from the applications of differential geometry to statistics. In this paper we briefly introduce Riemann-Finsler geometry, by which we establish Information Geometry on a much broader base, so that the potential applications of Information Geometry will be beyond statistics. 展开更多
关键词 Riemann-Finsler geometry Information geometry
原文传递
基于磁流变减振器的汽车半主动悬架非线性控制方法 被引量:26
9
作者 李以农 郑玲 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期31-37,共7页
考虑磁流变减振器阻尼力和悬架弹性元件非线性特性,建立车辆半主动悬架非线性动力学模型。应用微分几何非线性控制,经过适当的非线性状态和反馈变换,实现半主动悬架非线性系统的精确线性化,并对系统实施非线性状态反馈控制;根据预定的... 考虑磁流变减振器阻尼力和悬架弹性元件非线性特性,建立车辆半主动悬架非线性动力学模型。应用微分几何非线性控制,经过适当的非线性状态和反馈变换,实现半主动悬架非线性系统的精确线性化,并对系统实施非线性状态反馈控制;根据预定的控制目标及模糊控制策略调节控制参数,设计模糊控制器,对悬架系统进行了控制仿真研究;利用神经网络模式识别能力对输入数据处理辨别,设计控制网络层,从而达到提高悬架工作性能,改善汽车行驶舒适性的目的。将三种非线性控制方法的仿真结果进行分析比较表明:经模糊控制或神经网络控制后的悬架承受的冲击响应小、振动强度低,比微分几何控制能获得更优异的性能。 展开更多
关键词 半主动悬架 非线性控制 磁流变减振器 微分几何 模糊 神经网络
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基于图像三维地形模型的路面裂缝自动检测 被引量:28
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作者 唐磊 赵春霞 +1 位作者 王鸿南 邵文泽 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期20-21,38,共3页
针对现有裂缝检测算法的不足,提出一种新的路面裂缝自动检测算法。将二维平面图像映射到三维空间曲面,使得在二维平面中难以描述的裂缝信息在三维曲面中能通过一条狭长的"山谷"来准确地描述。通过分析三维曲面中"山谷&qu... 针对现有裂缝检测算法的不足,提出一种新的路面裂缝自动检测算法。将二维平面图像映射到三维空间曲面,使得在二维平面中难以描述的裂缝信息在三维曲面中能通过一条狭长的"山谷"来准确地描述。通过分析三维曲面中"山谷"的曲率特征,采用基于微分几何的空间检测算子准确提取曲面中的"山谷",并映射到二维图像平面中作为裂缝点,成功检测到绝大部分裂缝信息。 展开更多
关键词 路面图像 裂缝检测 微分几何 空间曲率 谷点检测
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一种新型的广义铣削力模型 被引量:13
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作者 冯志勇 张大卫 +1 位作者 黄田 曾子平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期41-44,53,共5页
基于微分几何理论建立了任意形状铣刀的数学模型,给出适用于任意形状铣刀的三维单元铣削力模型。该铣削力模型考虑了铣刀的法向前角,认为作用于单元体上的铣削力由作用于前后刀面上的正压力和摩擦力组成,并表示为与瞬时切厚有关的非... 基于微分几何理论建立了任意形状铣刀的数学模型,给出适用于任意形状铣刀的三维单元铣削力模型。该铣削力模型考虑了铣刀的法向前角,认为作用于单元体上的铣削力由作用于前后刀面上的正压力和摩擦力组成,并表示为与瞬时切厚有关的非线性函数。为了识别模型的铣削力系数和非线性函数,采用里兹法对铣削力系数和非线性函数在函数空间中进行离散,进而构造一种迭代格式求解非线性规划问题,提高了识别运算的收敛速度。 展开更多
关键词 铣削力 里兹法 微分几何 物理仿真 铣刀
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基于微分几何与EDEM的船型开畦沟装置触土曲面优化 被引量:25
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作者 刘晓鹏 张青松 +3 位作者 刘立超 魏国粱 肖文立 廖庆喜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期59-69,共11页
针对长江中下游地区油菜种植时土壤黏重板结、含水率波动大、播种作业需开畦沟避免渍害的农艺要求,考虑开沟犁体的触土曲面复杂、难以通过高速数字化土槽及田间试验方法寻求其减阻设计方法和理论依据的问题,采用微分几何理论并结合EDEM... 针对长江中下游地区油菜种植时土壤黏重板结、含水率波动大、播种作业需开畦沟避免渍害的农艺要求,考虑开沟犁体的触土曲面复杂、难以通过高速数字化土槽及田间试验方法寻求其减阻设计方法和理论依据的问题,采用微分几何理论并结合EDEM仿真方法,开展了驱动圆盘犁对置组合式耕整机开畦沟装置主要触土曲面结构优化研究。通过对主要触土曲面(开畦沟前犁犁体曲面、船式开沟犁整形曲面)牵引阻力分析和曲面参数分析,确定了触土曲面主要结构参数范围。根据微分几何理论,分别建立了能量化描述不同导曲线类型(直线、抛物线、指数曲线)犁体曲面形状变化差异的微分内蕴几何量E、L、M表达式。阻力特性仿真试验结果表明:在作业速度为0.9~1.5 m/s、曲面结构参数一定时,导曲线为抛物线型的开畦沟前犁和船式开沟犁具有较好的减阻特性,其平均牵引阻力相比直线型犁体分别低15.09%、16.92%,相比指数线型犁体分别低32.59%、31.58%。触土曲面的内蕴几何量E、L、M可分别反映犁体阻力随速度的增长速率、犁体牵引阻力大小、犁体阻力随速度的波动程度。当设计犁体的导曲线形状使曲面内蕴几何量E的变化率较小、L为单调减函数、M的波动较小时,犁体具有较好的减阻性能。参数优化仿真试验表明:在作业速度为1.2 m/s、抛物线型开畦沟前犁宽度为92 mm、船式开沟犁整形曲面最大元线角为66°时,开畦沟装置牵引阻力最小,为1 042.52 N。田间试验表明:经参数优化的组合式船型开畦沟装置在作业速度为0.9、1.2、1.5 m/s时测试的平均牵引阻力分别为956.77、1 101.33、1 564.85 N,与仿真试验结果误差在7%以内,作业效果满足油菜播种开畦沟的农艺要求。 展开更多
关键词 开畦沟装置 触土曲面 结构优化 微分几何 内蕴几何
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一种具有良好鲁棒性的实时跟踪方法 被引量:4
13
作者 田原 谭铁牛 孙洪赞 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期851-853,共3页
关键词 鲁棒性 实时跟踪方法 目标跟踪 微分几何 计算机视觉 图像分割
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基于动力学与控制统一模型的蛇形机器人速度跟踪控制方法研究 被引量:23
14
作者 郭宪 马书根 +2 位作者 李斌 王明辉 王越超 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期1847-1856,共10页
对带有被动轮的蛇形机器人进行速度跟踪控制时,利用传统的动力学建模方法得到的动力学方程复杂且不利于控制器的设计.本文基于微分几何的方法将带有被动轮的蛇形机器人动力学投影到速度分布空间中,得到了动力学与控制统一模型,更有利于... 对带有被动轮的蛇形机器人进行速度跟踪控制时,利用传统的动力学建模方法得到的动力学方程复杂且不利于控制器的设计.本文基于微分几何的方法将带有被动轮的蛇形机器人动力学投影到速度分布空间中,得到了动力学与控制统一模型,更有利于速度跟踪控制器的设计.考虑到蛇形机器人在进行速度跟踪时容易出现奇异位形,提出增加头部扰动速度的方法.基于头部扰动速度和统一模型,提出避免奇异位形的速度跟踪控制方法,最后通过逆向动力学得到控制力矩.文中对速度跟踪控制进行了数值仿真和实验验证.仿真和实验结果表明,提出的速度跟踪控制方法能够跟踪想要方向的速度,并且在跟踪过程中可以有效地避免奇异位形. 展开更多
关键词 蛇形机器人 速度跟踪 动力学 奇异位形 微分几何
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基于双向耦合扩散的保持特征的边缘锐化和图像增强 被引量:21
15
作者 付树军 阮秋琦 +1 位作者 穆成坡 王文洽 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期529-535,共7页
在过去的十几年中,偏微分方程在图像增强中得到了越来越多的研究和应用.该文提出了一个保持特征的双向耦合扩散框架.这个框架沿着等照度线(边缘)的梯度方向,利用柔和的边缘判定实施反向扩散以锐化边缘;而相反地沿切线方向实施正向扩散... 在过去的十几年中,偏微分方程在图像增强中得到了越来越多的研究和应用.该文提出了一个保持特征的双向耦合扩散框架.这个框架沿着等照度线(边缘)的梯度方向,利用柔和的边缘判定实施反向扩散以锐化边缘;而相反地沿切线方向实施正向扩散以去除噪声和锯齿伪像.为了消除这两个相反的扩散力彼此之间的冲突,将算法分裂为一种耦合的格式,而且为了保持图像特征,利用图像的局部微分几何特征调整非线性扩散系数.实验结果显示,文中算法可以显著地提高被增强图像的视觉质量. 展开更多
关键词 图像增强 边缘锐化 双向扩散 各向异性扩散 冲击滤波器 反向扩散 微分几何
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微分几何在水平轴恒速风力发电机系统的应用 被引量:16
16
作者 包能胜 姜桐 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期130-134,共5页
直接利用推导得到的仿射性非线性模型,采用微分几何精确线性化理论,实现恒速风力机全局精确线性化控制,给出了反馈控制算法。
关键词 恒速 风力发电机 微分几何 非线性 全局线性化
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动态逆方法和微分几何反馈线性化方法的对比 被引量:9
17
作者 段富海 韩崇昭 《自动化与仪器仪表》 2002年第3期4-5,14,共3页
简述了非线性反馈线性化的微分几何方法和动态逆方法的基本原理,然后分析了这两种方法的理论联系,说明对仿射非线性系统,这两种方法在本质上是一致的。最后对这两种方法进行了有益的比较,并阐明了二者的联系和区别。
关键词 非线性控制系统 反馈线性化 微分几何 动态逆
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导弹三维制导控制一体化设计 被引量:22
18
作者 尹永鑫 杨明 王子才 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期87-91,共5页
针对导弹的三维制导控制一体化设计问题,给出了基于微分几何和特征结构配置的一体化设计方法,以保证导弹能够垂直命中目标。综合考虑制导回路与控制回路之间的耦合关系、纵向通道与侧向通道之间的耦合关系,给出了导弹的三维制导控制一... 针对导弹的三维制导控制一体化设计问题,给出了基于微分几何和特征结构配置的一体化设计方法,以保证导弹能够垂直命中目标。综合考虑制导回路与控制回路之间的耦合关系、纵向通道与侧向通道之间的耦合关系,给出了导弹的三维制导控制一体化模型,使用微分几何方法对一体化模型进行了反馈线性化,基于特征结构配置方法根据期望性能设计三维制导控制系统的结构。仿真结果表明,针对不同的仿真算例脱靶量都小于0.5m,同时弹道倾角都大于83.5°、弹道偏角都小于5.5°,说明该方法满足制导控制精确度要求,而且在命中目标的同时能够满足对攻击角的约束。 展开更多
关键词 制导控制一体化 反馈线性化 微分几何 特征结构配置
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Improved differential geometric guidance commands for endoatmospheric interception of high-speed targets 被引量:22
19
作者 LI KeBo CHEN Lei TANG GuoJin 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2013年第2期518-528,共11页
Pure proportional navigation(PPN) is suitable for endoatmospheric interceptions,for its commanded acceleration is perpendicular to interceptor velocity.However,if the target is much faster than the interceptor,the hom... Pure proportional navigation(PPN) is suitable for endoatmospheric interceptions,for its commanded acceleration is perpendicular to interceptor velocity.However,if the target is much faster than the interceptor,the homing performance of PPN will be degraded badly.True proportional navigation(TPN) does not have this problem,but its commanded acceleration is perpendicular to the line of sight(LOS),which is not suitable for endoatmospheric interceptions.The commanded acceleration of differential geometric guidance commands(DGGC) is perpendicular to the interceptor velocity,while the homing performance approximates the LOS referenced guidance laws(PPN series).Therefore,DGGC is suitable for endoatmospheric interception of high-speed targets.However,target maneuver information is essential for the construction of DGGC,and the guidance commands are complex and may be without robustness.Through the deep analysis of three-dimensional engagement,a new construction method of DGGC is proposed in this paper.The target maneuver information is not needed any more,and the robustness of DGGC is guaranteed,which makes the application of DGGC possible. 展开更多
关键词 differential geometric guidance commands endoatmospheric interception high-speed targets proportional navigation ROBUSTNESS
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空间微分几何制导律应用研究 被引量:19
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作者 李超勇 荆武兴 +1 位作者 齐治国 王辉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1235-1240,共6页
分析了空间微分几何制导指令在弹道导弹拦截场景中的捕获条件和捕获能力。首先根据古典微分几何的曲率理论将微分几何制导曲率和挠率指令从弧长体系转换到时域下,然后基于理想飞行控制系统假设给出了指令攻角和指令侧滑角的算法以及空... 分析了空间微分几何制导指令在弹道导弹拦截场景中的捕获条件和捕获能力。首先根据古典微分几何的曲率理论将微分几何制导曲率和挠率指令从弧长体系转换到时域下,然后基于理想飞行控制系统假设给出了指令攻角和指令侧滑角的算法以及空间微分几何制导律,最后推导出拦截高速目标时的初始捕获必要条件和奇异条件。仿真结果表明,空间微分几何制导律可以应用于实际的拦截场景,且与传统的比例导引律相比,该制导律对机动目标具有更好的拦截性能。 展开更多
关键词 微分几何 导弹制导 初始条件 比例导引
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