(IEEE复现)多艘欠驱动无人水面艇编队协同路径跟踪控制:反步法控制器+Lyapunov误差约束+径向基函数神经网络在线估计和补偿仿真内容概要:本文围绕多艘欠驱动无人水面艇(USV)编队协同路径跟踪控制问题,提出了一种结合反步法控制器、Lyapunov误差约束和径向基函数(RBF)神经网络的控制策略。通过反步法设计控制器以实现精确的路径跟踪,利用Lyapunov稳定性理论构建误差约束条件确保系统稳定性,并引入RBF神经网络对系统中的未知动态和外部干扰进行在线估计与补偿,从而提升控制精度和鲁棒性。该方法在Matlab/Simulink环境中进行了仿真验证,复现了IEEE相关研究成果,展示了其在复杂海洋环境下多艇协同控制的有效性与先进性。; 适合人群:具备自动控制、机器人学或船舶工程背景,熟悉非线性控制理论与仿真工具(如Matlab)的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①研究多智能体系统在不确定环境下的协同控制机制;②深入理解反步法、Lyapunov稳定性分析与神经网络自适应估计的融合设计方法;③应用于无人艇、无人潜器等海洋装备的路径跟踪与编队控制算法开发与优化; 阅读建议:建议读者结合文中提到的仿真代码进行实践操作,重点关注控制器设计步骤、Lyapunov函数构造逻辑以及RBF神经网络的权重更新律实现,同时可拓展至其他智能算法在海洋运载器控制中的应用研究。
2026-02-19 23:23:09 793KB 径向基函数神经网络 路径规划
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本项目旨在通过MATLAB实现基于BP神经网络的小型电力负荷预测模型,并对电力负荷数据进行预处理,采用反向传播算法进行训练,同时在训练过程中优化隐藏层节点数,选择合适的激活函数,并使用均方误差作为性能评估指标,最后通过可视化分析展示预测结果。该项目不仅适用于教学演示,还能够帮助研究人员和工程师深入理解电力负荷预测的算法过程和实际应用。 电力负荷预测作为电力系统规划和运行的重要环节,对于保证电力供应的可靠性和经济性具有关键作用。随着人工智能技术的发展,BP神经网络因其强大的非线性映射能力和自学习特性,在负荷预测领域得到了广泛应用。通过MATLAB这一强大的数学计算和仿真平台,可以更加便捷地实现BP神经网络模型的构建、训练和测试。 在本项目中,首先需要对收集到的电力负荷数据进行预处理。数据预处理的目的是提高数据质量,确保数据的准确性和一致性,这对于提高预测模型的性能至关重要。预处理步骤可能包括数据清洗、数据标准化、去除异常值等,以确保输入到神经网络的数据是有效的。 接下来,利用反向传播算法对BP神经网络进行训练。反向传播算法的核心思想是利用输出误差的反向传播来调整网络中的权重和偏置,从而最小化网络输出与实际值之间的误差。在训练过程中,需要仔细选择网络的结构,包括隐藏层的层数和每层的节点数。隐藏层节点数的选择直接影响到网络的学习能力和泛化能力,需要通过实验和交叉验证等方法进行优化。 激活函数的选择同样影响着神经网络的性能。常用的激活函数包括Sigmoid函数、双曲正切函数、ReLU函数等。不同的激活函数具有不同的特点和应用场景,需要根据实际问题和数据特性来选择最合适的激活函数,以保证网络能够学习到数据中的复杂模式。 性能评估是模型训练中不可或缺的一步,它能够帮助我们判断模型是否已经达到了预测任务的要求。均方误差(MSE)是一种常用的性能评估指标,通过计算模型预测值与实际值之间差值的平方的平均数来衡量模型的预测性能。MSE越小,表明模型的预测误差越小,预测性能越好。 预测结果的可视化分析对于理解和解释模型预测结果至关重要。通过图表展示模型的预测曲线与实际负荷曲线之间的对比,可以直观地评估模型的准确性和可靠性。此外,通过可视化还可以发现数据中的趋势和周期性特征,为电力系统的运行决策提供参考。 整个项目不仅是一个技术实现过程,更是一个深入理解和应用BP神经网络的实践过程。通过本项目的学习,可以掌握如何将理论知识应用于实际问题的解决中,提高解决复杂工程问题的能力。 另外,对于标签中提到的Python,虽然本项目是基于MATLAB实现的,但Python作为一种同样强大的编程语言,也广泛应用于数据科学、机器学习和人工智能领域。对于学习本项目内容的读者,也可以考虑使用Python实现相似的预测模型,以加深对不同编程环境和工具的理解。
2026-01-22 11:04:46 42KB python
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激光熔覆仿真 Ansys workbench 温度场仿真 单层单道熔覆 复现lunwen里的温度场误差率小 生死单元设置 视频讲解 模型 ,激光熔覆仿真;Ansys workbench;温度场仿真;单层单道熔覆;误差率小;生死单元设置;视频讲解;模型,激光熔覆仿真:单层单道温度场误差率优化与生死单元设置模型视频讲解 激光熔覆技术是一种先进的表面工程技术,通过在材料表面形成一层熔覆层,以改善材料的表面性能,如提高耐磨性、耐腐蚀性等。Ansys Workbench是一种功能强大的工程仿真软件,可以用来模拟激光熔覆过程中的温度场变化,以优化工艺参数,提高熔覆质量。 本文涉及的是利用Ansys Workbench进行的激光熔覆温度场仿真。仿真中的单层单道熔覆是指激光仅在材料的一个层面上进行熔覆,且沿着一条预定的轨迹进行。单层单道熔覆的研究对于控制激光熔覆层的厚度、宽度及与其他材料的结合力至关重要。 在仿真过程中,复现论文中的温度场误差率小是关键目标之一。误差率小意味着仿真结果与实验数据高度吻合,能够准确预测熔覆过程中的温度变化,从而对熔覆质量进行有效控制。为了达到这一目标,仿真模型中往往需要设置生死单元技术。生死单元技术是指在有限元分析过程中,根据材料的实际熔化和凝固情况,动态地激活或消除单元,以模拟熔覆过程中材料的增加和去除。这种技术的设置能够更准确地模拟激光熔覆过程的瞬态特性,从而提高仿真精度。 文档中的视频讲解部分提供了一个直观的学习方式,指导用户如何在Ansys Workbench中设置和运行仿真模型。视频内容可能包括对仿真软件的操作界面介绍、仿真前的准备工作、物理场设置、边界条件定义、网格划分、求解器配置以及结果后处理等步骤的详细说明。 此外,仿真模型的建立和分析也是本文的重要内容。一个好的模型不仅需要考虑激光熔覆的物理过程,还必须基于精确的材料属性、合适的边界条件和准确的热源模型。模型的建立和分析对于理解激光熔覆过程的温度分布、预测可能出现的缺陷、以及制定工艺参数优化策略具有重要意义。 本文还包含了一系列与激光熔覆仿真和温度场分析相关的文档,包括基于温度场的仿真分析、激光熔覆单层单道仿真的技术研究以及对相关理论的引述。这些文档为深入理解激光熔覆技术提供了理论基础和实验数据支持。 激光熔覆仿真分析在提高材料表面性能方面发挥着重要作用。Ansys Workbench作为仿真工具,通过精确模拟温度场变化,帮助工程师优化激光熔覆工艺参数。生死单元技术的使用进一步提高了仿真精度,使得模拟结果更加接近实际情况。本文通过提供视频讲解和技术文档,为激光熔覆仿真技术的学习和应用提供了宝贵的参考资源。
2026-01-21 20:26:01 213KB
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本文探讨了基于四元数的惯性导航系统(INS)非线性误差模型的构建与优化。针对传统模型中存在的统一坐标系问题,提出一种改进的非线性误差模型,并通过三种独立推导方法验证其等效性与合理性。研究表明,该模型在避免欧拉角奇异性与旋转顺序问题方面具有显著优势,适用于高精度组合导航场景。结合实地测试,对比分析了基于欧拉角与四元数的各类非线性基本模型与误差模型的性能差异。结果显示,基于反馈结构的误差模型更适合长时间导航与控制任务,而基本模型在初始对准速度上表现更优。此外,四元数模型在滤波精度与鲁棒性方面优于欧拉角模型,尤其在偏航估计中表现突出。研究还发现,初始协方差设置对滤波收敛性影响显著,基于四元数的误差模型对初始值敏感度更低,具备更强的工程实用性。本工作为INS误差建模提供了理论支持,并推动了其在无人系统、机器人及智能驾驶等领域的应用发展。
2026-01-15 15:25:25 9.54MB 惯性导航 非线性滤波
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基于李特文《齿轮几何学与啮合理论》的齿轮技术matlab程序实现与传动特性解析,齿轮、行星齿轮、端面齿轮、斜齿轮、非圆齿轮、圆弧齿轮……啮合理论、啮合原理、齿面求解、传动特性、接触分析tca、传动误差等技术matlab程序实现。 参照李特文《齿轮几何学与啮合理论》 ,核心关键词:齿轮; 行星齿轮; 端面齿轮; 斜齿轮; 非圆齿轮; 圆弧齿轮; 啮合理论; 啮合原理; 齿面求解; 传动特性; 接触分析TCA; 传动误差; 技术; MATLAB程序实现; 李特文《齿轮几何学与啮合理论》。,基于齿轮技术的啮合原理与传动特性Matlab实现研究
2025-11-24 18:04:02 665KB 柔性数组
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内容概要:本文探讨了锂离子电池二阶RC等效电路模型的参数辨识方法,重点介绍了递推最小二乘法的应用。文章首先概述了锂离子电池在现代能源系统中的重要性,随后详细解释了二阶RC等效电路模型的组成和工作原理。接着,作者阐述了如何从可靠的数据源(如NASA)获取电池的电流、电压和SOC数据,并进行了必要的预处理。然后,文章深入讲解了递推最小二乘法的具体实施步骤,展示了如何在MATLAB环境中实现这一算法。最后,通过对参数辨识结果的误差分析,验证了所提方法的有效性,确保误差保持在3%以内。 适合人群:从事电池管理、新能源汽车、储能系统等领域研究的技术人员和科研工作者。 使用场景及目标:① 使用MATLAB进行锂离子电池建模和参数辨识的研究;② 提高电池性能评估和预测的准确性;③ 利用NASA等官方数据资源进行实验验证。 其他说明:文中还提供了详细的参考文献,便于读者深入了解相关领域的最新研究成果和技术进展。
2025-11-17 10:16:51 1.22MB
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内容概要:本文探讨了锂离子电池二阶RC等效电路模型的参数辨识方法,重点介绍了递推最小二乘法的应用。文章首先概述了锂离子电池在电动汽车和可再生能源系统中的重要性,随后详细解释了二阶RC等效电路模型的组成及其在模拟电池动态行为方面的作用。接着,文章阐述了如何从可靠的数据源(如NASA)获取电流、电压和SOC数据,并在MATLAB中进行预处理。然后,详细描述了递推最小二乘法的具体步骤,展示了如何通过这种方法来估计模型的关键参数,如时间常数和欧姆内阻。最后,通过对参数辨识结果的误差分析,验证了模型的准确性和可靠性,误差控制在3%以内。 适合人群:从事电池管理、电动汽车和可再生能源系统的研究人员和技术人员,尤其是那些希望深入了解锂离子电池建模和参数辨识的人群。 使用场景及目标:① 使用MATLAB进行锂离子电池二阶RC等效电路模型的参数辨识;② 利用递推最小二乘法提高模型精度;③ 对参数辨识结果进行误差分析,确保模型的准确性和可靠性。 其他说明:文中还提供了NASA官方电池数据的下载地址及相关参考文献,为研究人员提供了丰富的数据资源和理论支持。
2025-10-24 11:40:17 1.22MB MATLAB 参数辨识
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基于PMSM(永磁同步电机)无感Active Flux控制的电流误差补偿仿真模型,涵盖相电压重构、延时相角补偿以及离散化Active Flux观测器的实现及其理论推导。相电压重构通过PWM占空比和直流母线电压计算三相电压;延时相角补偿利用线性预测模型修正电流和电压之间的相位差;离散化Active Flux观测器则用于估算电机的磁链。文中还提供了具体的Python代码实现和详细的数学推导,便于理解和应用。 适合人群:从事电机控制系统设计的研究人员和技术人员,特别是对永磁同步电机无感控制感兴趣的工程师。 使用场景及目标:适用于需要精确控制永磁同步电机的应用场合,如工业自动化、电动汽车等领域。主要目标是提高电机控制精度,特别是在低速和零速情况下的性能。 其他说明:本文不仅提供理论推导,还包括实用的代码片段,有助于读者快速上手并应用于实际项目中。
2025-10-20 22:07:18 702KB 电机控制 Active
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第二章宽带低噪声VC0的设计 第三章宽带低噪声VCO的设计 本章开始首先从系统角度介绍了VCO的总体设计方案。接着详细阐述了单个VCO电路、输出 与测试Buffer和开关选择阵列的电路拓扑、参数选取与设计要点。然后阐述了VCO的版图设计, 最后对VCO的仿真结果进行了分析。 3.1宽带低噪声VCo总体设计方案 3.1.1宽带VCO的设计方法 本论文所需实现的VCO要求中心频率为2.4GHz,调谐范围为50%以上。如此宽的调谐范围仅 仅靠变容管来实现,需要其具有很陡峭的C.V特性,即需要VCO的增益K。。很大,由此带来严重 的AM.PM转换,恶化相位噪声性能。因此,需要采用开关选择阵列来实现宽带VCO,将本次VCO 的50%的调谐范围划分为几个窄带调谐范围,前提是保证相邻频段有一定的频率重叠范围。 在标准的CMOS工艺中,通过开关选择阵列来实现宽带振荡器主要有三个方法:调谐电容开关 阵列、调谐电感开关阵列和多个窄带压控振荡器组合结构。下面逐一进行介绍。 1)电容切换 电容切换法就是通过电容开关阵列(switched capacitor array,SCA)和一个小变容管来实现宽调 谐范围。如图3.1所示,具有二进制权重的固定电容和MOS开关管构成电容开关支路,由三位开关 控制位S0~S2控制。控制信号决定接入谐振网络的电容数目,电容包括两部分:固定电容C和MOS 开关管构成的开关电容Cd,从而得到离散的频率值。小变容管用以实现频率的微调,调谐范围只需 覆盖两个临近离散频率之间的差值(并有一段重叠区域)即可。对于n位开关控制位,能产生2n个 窄带,对于确定的调谐范围,大大的降低了VCO的增益。 fm“: 图3.1 二进制权重电容开关阵列 以n位开关控制位为例,当开关全部断开,且可变电容为最小电容Cv.rain,振荡频率为最大值 |一= 卜⋯+(2”一l£。占。J“,, 当开关处于闭合状态,并且变容管为最大电容Cv.。积,振荡频率为最小值fmin: 2l (3.1)
2025-10-19 17:32:23 2.93MB CMOS
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内容概要:本文介绍了一款基于MATLAB的弧齿锥齿轮啮合轨迹分析程序,旨在解决传统手工计算方法耗时费力且误差大的问题。该程序能够自动根据输入的齿轮参数生成啮合轨迹图并计算传递误差。文中详细解释了关键参数如齿数、法向模数、压力角、螺旋角、节锥距和齿面宽度的作用,并展示了如何通过循环体进行接触点计算以及传递误差的计算方法。此外,还提到了一些实用技巧,如调整theta采样密度以提高轨迹平滑度、利用T矩阵实现空间旋转、引入misalign变量模拟装配误差等。最终输出的三维啮合轨迹图和传递误差曲线为工程师提供了直观的数据支持。 适用人群:从事齿轮工程及相关领域的技术人员,尤其是需要频繁进行齿轮接触分析的工程师。 使用场景及目标:适用于需要快速准确地获取弧齿锥齿轮啮合轨迹和传递误差的情况,帮助工程师优化齿轮设计,减少因参数选择不当引起的故障,提高工作效率。 其他说明:该程序默认假设理想润滑条件,在特殊工况下需适当调整参数。同时,程序中附带了一个趣味性的彩蛋功能,可通过命令行触发显示一首齿轮主题的俳句。
2025-10-05 21:51:44 204KB
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