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RSS订阅原创 SIMULINK模型加密
SIMULINK支持对模型进行加密分享，加密模型可以进行仿真但是不会透露模型内部的结构和算法，便于模型成果的交付。博客内部分仿真模型可以通过加密方式进行分享，以隔振台多自由仿真模型为例，记录模型加密过程。
2025-03-24 17:45:39
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原创 基于workbench的自由边界方形薄板模态仿真(弹簧支撑)
1.在薄板模型上继续新建草图，增加弹簧支撑位置2.选择绘制圆，在草图上随便绘制一个圆，位置和直径后续调整3.选择“一般”，选中圆的边界记得获得圆形的直径参数，后续通过详细信息视图即可更改直径，选择“水平的”，“垂直”，选中圆心点和边，即可得到横纵的具体，后续通过详细信息视图即可更改圆心位置4.绘制完草图后进行挤出操作，完成挤出后点击生成，即可生成新的薄板模型，新加的支撑位置后续即可在模态仿真的时候增加弹簧支撑5.完成几何结构设计后进行模态仿真，右击模型选择“插入”-“连接”6.右击连接，选择插入弹簧
2025-03-23 13:04:38
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原创 基于workbench的自由边界方形薄板模态仿真
1.选择模态分析工具箱2.双击“2工程数据”，选择/更改材料参数，这里主要关注密度，杨氏模量和泊松比3.右击“3几何结构”，选择新的DesignModeler几何结构4.点击XY平面，建立新草图5.点击草图绘制，点击矩形，在模型视图上创建一个矩形6.点击尺寸后，点击模型视图中的矩形的两条边，创建两个尺寸参数后，就可以在详细信息视图中更改矩形尺寸7.点击建模，点击草图1，点击挤出，建立平板模型8.通过更改FD1，深度参数即可修改高度 9.点击生成，即可得到目标的方形薄板模型10.双击模型，进行模态仿真
2025-03-22 21:56:34
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原创 观测器相关研究（三）扩张状态观测器
此时观测器不仅可以估计系统的状态变量，同时也能够估计对系统的作用力，新的状态量就是扩张状态，对于实际系统，通常模型参数并不是完全未知，作用力除了模型的未知部分还有外界的扰动力，故实时作用量可以表示成。上文中我们已经设计得到非线性状态观测器，能够对二阶系统中状态量进行很好的跟踪，进一步的如果我们将作用域开环系统的作用力项看作新的状态变量，那就可以得到新的扩张方程。采用扩张观测器，一方面能够感知系统受到的扰动并采用反力补偿，一方面能够进行模型调制，将未建模动态通过观测器反馈抵消。当部分系统模型已知的时候。
2025-02-22 14:44:00
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原创 观测器相关研究（二）非线性状态观测器
之前的研究我们已经在线性的基础上得到了系统的观测器，即使在完全不知道系统参数的情况下，仍然能够一定程度观测得到系统的状态量，然而受制于线性系统的性能极限，观测量和实际仍然存在差距，这时候我们考虑采用非线性函数构造观测器。和函数g(e)能够在更大的范围内更好的估计状态变量，对于二阶系统，通常问可以采用这样的非线性函数，相关证明将在后续文章给出。关于该系统的稳定性同后续证明，我们考虑该系统能够稳定，那么稳态误差就决定了该观测器能够达到的观测精度。这种形式的观测器可以推广到高阶系统。
2025-02-22 14:03:47
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原创 观测器相关研究（一）龙伯格观测器
以经典PID负反馈控制回路为例，负反馈的控制系统本身具有的抗扰动能力，然而其抑制能力是有限的。如何进一步提高扰动的抑制能力，最直接的想法就是把扰动感知得到，并用类似前馈的手段直接将扰动抵消。观测器能够根据系统的输入输出得到系统的状态，进而推测受到的扰动。只要(A-LC)这个矩阵的特征值的实部都是负数，那么该观测器就是稳定的，误差能够收敛，这时候观测器就能够观测得到真实系统的状态变量，然而需要设计(A-LC)仍然需要知道系统的A和C，那就需要针对系统进行精准建模最简单的想法我直接去掉与模型参数相关的A矩阵
2025-02-21 23:32:44
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原创 微分器相关研究（五）非线性跟踪微分器的离散化
虽然饱和函数是连续函数，能够进一步降低颤振现象，却不能完全消除，由于离散化之后也会出现颤振现象，本质来说，因为这些非线性函数都是通过连续系统的最优控制推导得到的，在理论推导的时候为考虑离散系统。从结果上看，修改了开关函数后对过渡态的响应想不大，对于后续的稳态过程，饱和函数能够减小高频颤振，并降低颤振频率。在Simulink中进行节约信号的仿真，对比之前的两种微分器，左图为sign形式，中间为sat形式，右边为fhan形式。从传递函数看，三者在传递函数的结果上近似。站在状态空间的角度进行离散化，
2025-02-15 20:55:35
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原创 微分器相关研究（四）非线性跟踪微分器
虽然当系统存在非线性的时候无法转化成传递函数，然而从测试的角度仍然能够进行系统辨识，得到传递函数的曲线，采用白噪声输入，分别对比经典微分器，二阶线性微分器，二阶非线性微分器的效果。从左往右分别是simulink集成模块的微分结果，采用本非线性微分器的结果与采用二阶线性跟踪微分器的结果，在同样的速度因子下，采用非线性跟踪器具有一定的噪声抑制效果，然而相较于二阶形式有所欠缺。对于跟踪微分器，有两个定理（注，这两个定理的证明比较麻烦，将在后续的文章中说明，此处就直接使用定理）=0.5)的结果，中间为该微分器(
2025-02-15 12:50:01
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原创 二阶积分器串联系统的快速最优控制综合函数推导
关于系统的最优控制涉及到复杂的数学计算， 需要在系统方程，初始条件和终端条件，约束条件和代价函数的基础上，求得一种控制策略使得满足条件和约束的情况下，代价函数的值最小，通常代价函数一般是泛函，故最优控制问题可以归结成泛函极值问题。关于时间最优控制的详细内容，建议学习中国大学MOOC上，的现代控制理论，其中包含了详细的推导过程。
2025-02-15 00:22:59
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原创 微分器相关研究（三）跟踪微分器的性能分析和Simulink仿真
到这里其实我们可以把最简单的跟踪微分器看成低通滤波器与理想微分的结合，阻尼比，速度因子，阶次均可以对应到低通滤波器的阻尼比，带宽和阶次。固定r的情况下选择不同的阻尼比(0.5，1，1.5)进行仿真，观察时域现象。另外，阶次也是影响跟踪特性的一个重要因素，改变系统阶次进行仿真(2，4，6)，系统的阶次越高，相同其他参数情况下跟踪越慢，初始位置斜率越平滑。参数r是决定跟踪速度的速度因子，r越大，能够越快达到设定值，选择不同的速度因子(1，5，10)进行仿真，观察时域现象。
2025-02-14 17:12:24
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原创 微分器相关研究（二）近似改进微分器和Simulink仿真
这里就有一个比较好的性质，为了降低系统时延，通常我们需要提高系统的采样频率，经典离散微分方式，随着采样频率升高，噪声的微分放大效果变大，采用该微分器，噪声的微分放大反而能够减小。经典积分单元直接采用当前响应和惯性环节的输出，当前响应本身带了瞬时的噪声影响，为了消除这部分影响，采用两个不同时间常数的惯性环节，进一步降低白噪声的瞬时影响。对于经典微分器的传递函数和状态空间表示方法如下，其思路在于利用白噪声期望为0的特点，经过惯性环节较长时间的信号积累，噪声的平均值接近0，从而避免了单步微分计算对噪声的放大。
2025-02-14 15:31:39
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原创 微分器相关研究（一）经典微分器和Simulink仿真
理论上来讲，当T越小的时候，该环节越接近于理想的微分计算，然而由于数字系统的采样频率受限，实际系统的输入输出都是离散量，当T远小于采样周期的时候，其完全能够模拟微分器的作用，故经典理论采用该环节表征微分器。进一步的针对集成为微分模块进行分析，在经典调节理论中，对给定信号的微分信号采用如下微分环节得到，式子中的T是比较小的时间常数，其也可以定义为在阶跃响应下，系统输出达到0.63时对应的时间。在Simulink中有两种典型的微分器结构，分别是连续库中的微分器和离散库中的微分器。
2025-02-13 19:50:30
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原创 简易主动减振研究平台设计与实现——机械结构篇
主动减振系统是超精密制造、测量装备实现精度生成的必要保障。目前在高精度应用中采用的主动减振器成本高，设计复杂。为了进一步降低成本，着眼于主动减振控制算法的研究，本系列旨在设计一套简易主动减振平台。其设计与实现涉及多个方面，包括机械结构设计、电气系统设计，控制算法设计等方面。本小结从机械结构方面介绍如何设计一款简易主动减振研究平台。
2024-08-17 20:55:00
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原创 MATLAB绘图——波特图
波特图作为传递函数分析中最常用的手段，讨论如何使用MATLAB绘制参数可变的波特图具有实际应用的意义。特别是在实验报告，期刊论文等中，常需要进行波特图的绘制，涉及多个传递函数的对比波特图等。常用的绘图函数在图线的颜色，线形，线宽的调整上存在不便，本文给出一些波特图绘制的手段。
2024-07-24 14:04:21
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原创 基础时频分析方法及应用
在实际装备的运行工况下，单一通过时域或单一通过频域评价均无法较好的评价装备的运行状态与运行效果。本文针对上述的背景，拟采用时频分析的方法进行，在时域频域和时频域三方面进行分析。简单探讨了时频分析方法，通过短时傅里叶变换SFTF和连续小波变换CWT针对两种示例信号进行时频谱的分析。如何具体应用在半导体装备中进行运动性能和隔振性能进行评估仍然有待探索。
2024-07-23 10:34:37
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空空如也
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