基于FrenkeL-Kontorova模型的控制系统设计与稳定性分析

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shlices
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Frenkel-Kontorova模型是一类非线性耦合动态系统,有着广泛的应用价值与理论指导意义。结合目前FK模型广泛的实际应用,阐明了研究FK模型的重要意义。对国内外关于FK模型的研究现状和本文的研究问题进行了分析与总结。分别从定量和定性两种角度,对非线性系统的研究方法进行了总结。给出了本文需要用到的理论工具。  从实际应用背景和制约条件出发,提出控制问题并针对该问题设计输出反馈控制律。在所设计的输出反馈控制律作用下,分目标速度等于零与不等于零两种情况,分别分析了系统的平衡点的稳定性和状态有界的充分条件,并讨论了在摩擦系数足够大这一特殊情况下系统的状态。并通过Matlab仿真说明本章所得结论的有效性和正确性。  针对Morse型Frenkel-Kontorova模型的缺陷进行改进以确保粒子序列的不变性。在原设计的输出状态反馈控制律作用下,分别利用庞加莱影射和李雅普诺夫直接方法对改进后的Morse型Frenkel-Kontorova模型进行研究。分析了状态混沌与系统摩擦系数及目标速度之间的关系,并分目标速度等于零、不等于零两种情况,分别讨论了平衡点的稳定性、状态有界的充分条件以及运动状态轨迹的估计等问题。并通过数值算例验证了所得结果的有效性和正确性。  利用李雅普诺夫直接方法和鲁棒控制的思想,设计了非线性输出反馈控制律,使得系统的平均速度精确收敛于目标值。分别给出了在该非线性输出反馈控制律的作用下,改进后的Morse型Frenkel-Kontorova模型中粒子运动状态有界与经典Frenkel-Kontorova模型中粒子运动状态同步的充分条件。通过仿真实例,将所设计的非线性输出反馈控制律与以往的进行比较以说明本控制律的优势,并分别验证在该非线性输出反馈控制律的作用下,改进后的Morse型Frenkel-Kontorova模型中粒子运动状态有界与经典Frenkel-Kontorova模型中粒子运动状态同步的充分条件。
其他文献
三相异步电动机具有结构简单,较高的性价比和良好的环境适应性,在国民经济各个领域得到了广泛的应用。三相异步电动机的运行状况直接影响到工业制造生产的高效率。当电机出现故
从19世纪四十年代第一台直流电动机出现到现在已经有了接近两百年的历史了,目前电动机已经遍布人类生存的每个角落,成为人们日常生活以及各个行业不可或缺的一部分。而永磁无刷
自从达尔文的《物种起源》以来,在人类不断探索各种有机体奥秘的过程中,分子生物学在其中发挥了不可或缺的作用。在这一门学科的研究工作中,我们所获得的成果向我们展示了一个全
在过去几十年里,由于实际中遇到的许多动态系统都具有混杂特性,因而混杂系统在控制领域得到大量的关注。切换系统是其中极为重要的系统之一,它不仅包含一组子系统,还有一个决
摘要:针铁矿法沉铁过程是湿法炼锌工艺中的关键工序,其原理是先通入氧气将含杂质铁的硫酸锌溶液中二价铁离子氧化为三价铁离子,然后向反应器中加入锌焙砂以调节pH值,使得溶液
数字图像处理、多媒体技术、计算机图形学等学科的迅速发展,给交互式技术的发展带来了无限可能,尤其是当交互式技术与多媒体技术相结合时,它就成为一门集技术和艺术为一体的学科
航路规划技术是无人航行器实现自主导航的关键技术之一,然而在海洋环境中,航行条件恶劣,通讯严重受限,自主导航往往面临着极大的困难与挑战,因此合理有效的航路规划方法成为众多学
随着一体化设计、伺服电机及液压技术的不断发展,一体化电液作动系统应运而生。该系统保留了液压系统功率重量比大的特点,实现了功率电传,具有电动机控制灵活的特点,还具有节能、
随着嵌入式技术和超大规模集成电路的发展,视频数据采集和视频编码技术得到了前所未有的发展和广泛应用。其中,视频标准编码得到了飞速的发展和广泛的应用,H.264/AVC是国际标
作为近年来发展较为迅速的一项生物特征识别技术——声纹识别技术,它是一种通过计算机处理语音信号,最终确定说话人身份的一种识别技术。随着对这项技术的不断研究与完善,声