摘要：基于分数阶模型,对Dickson型开关电容变换器(SCCs)的时域特性进行了分析。通过建立分数阶微分方程模型,研究了分数阶效应对电路性能的影响。融合Dickson型开关电容拓扑结构,分别对基于分数阶模型的Dickson型升压SCCs和降压SCCs进行了建模与分析,证明了分数阶模型的准确性和可靠性。该研究进一步验证了分数阶预估校正法(F-ABM)在电路分析中的有效性,并强调了在设计和优化SCCs电路时考虑分数阶效应的重要性。

摘要：考虑隧道周围饱和软土压缩性和渗透性非线性变化,建立二维非线性固结控制方程,引入分数阶Merchant模型考虑土体流变特性影响,采用Douglas-Jone格式的交替隐式差分法对方程进行求解.通过与现有解析解进行对比,验证了本研究解的正确性.利用得到的差分解进行参数分析,研究隧道周围饱和软土的非线性流变固结特性.结果表明,隧道渗漏模式、初始渗透系数和渗透指数对土体固结速率影响较大,透水通道越多、初始渗透系数越大、渗透指数越小,土体固结速率越快,而压缩指数对固结速率的影响较小;渗透各向异性系数对固结速率有较大影响,在进行固结性状分析时,应当充分考虑土体不同方向渗透系数的差异;当考虑土体流变特性时,土体固结速率显著减小,但当初始渗透系数增大到一定程度时,土体流变特性对土层固结速率的影响可以忽略.

摘要：数学模型对控制系统设计、改善系统的控制品质具有重要意义,而获取模型的机理法相对较复杂。分数阶模型是传统整数阶模型的扩展,对于一些难以用整数模型阶准确描述的系统,分数阶模型具有不错的效果,因此分数阶模型的运用是建模的一种新的尝试。文章利用频域响应数据依据Levy方法辨识出分数阶模型,并用这种方法得到超临界火电机组燃料-中间点温度、燃料-主汽压的分数阶模型。辨识结果表明此方法具有较好的拟合效果,其可以作为求取分数阶模型的有效方法。

摘要：磁流变阻尼器因其可控阻尼的特性可以用于制作优质减振器,近年来,它与各种控制策略的结合设计已在工业振动控制领域得到了广泛的应用.研究表明,分数阶模型对磁流变阻尼器的拟合精度更高.本文使用分数阶模型描述磁流变阻尼器的粘弹特性,并利用Oustaloup近似方法得到易处理的分数阶传递函数近似值,离散化处理后选取输出跟踪输入的二次型性能指标设计了一种新的模型预测控制器.最后,通过仿真实验证明了该分数阶模型预测控制器具有良好的动态性能,验证了方案的可行性与稳定性.

摘要：基于锂电池荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)的耦合关系,设计了SOC-SOH联合估计系统。首先,构建锂电池等效电路模型和自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法,进行锂电池SOC估计;其次,建立锂电池分数阶模型,设计模糊控制器辨识分数阶模型参数,基于分数阶模型参数和电池充电工况确立健康因子,引入麻雀搜索算法(SSA)改进反向传播神经网络(BPNN),进行锂电池SOH估计;然后,集成SOC与SOH估计方法,设计联合估计系统;最后,设计锂电池老化实验、动态应力测试(DST)和US06动态实验方案,对比分析不同工况下不同算法的SOC-SOH联合估计效果。结果表明,基于提出的SOC-SOH联合估计方法,估计误差小于1%,具有良好的估计特性。

摘要：为提高分数阶双输入Buck变换器的动静态性能，提出一种逆向解耦PIλ控制。首先基于状态空间平均法建立双输入Buck变换器的分数阶数学模型，推导其分数阶小信号等效模型，进而分析能量间的耦合关系，基于逆向解耦方法实现变量间的解耦，并推导实现分数阶逆向解耦的必要条件。最后，对解耦系统分别设计分数阶PI控制器，并结合分数阶系统的Nyquist判据证明控制系统的稳定性。仿真结果表明，所提控制策略具有良好的抗干扰性能和动静态调节特性。

摘要：黏弹性减振缓冲结构可抽象为黏弹性振子(VEO)来研究其动力学行为.提出了构建考虑几何系数的分数阶黏弹性振子(FVEO)模型的一般方法.以Kelvin-Voigt分数阶黏弹性振子(KFVEO)系统为例,采用拉普拉斯变换得到其频率特征函数,并利用Mellin-Fourier积分将KFVEO系统响应从复频域转化到时域,采用多值函数的复变积分原理和留数定理获得KFVEO系统时间历程的解析形式.以安装在某300k W履带拖拉机的黏弹性悬架为工程应用实例,应用所提模型在时频域分析了其翻越障碍时应对冲击振动的减振缓冲性能,以及分数阶数和几何参数的影响.结果表明,该悬架具有良好的减振性能,在频率比0.8238处出现振动峰值;几何参数与分数阶数均对减振效果有明显影响.为复杂黏弹性缓冲减振结构的精确建模和参数化设计提供相应的理论依据.

摘要：针对光电吊舱整数阶模型精确性不高以及传统PID控制器鲁棒性不强的问题,提出一种变阶次算法根据整数阶受控对象模型变阶次得到分数阶受控对象模型,基于分数阶受控模型采用数值最优化分数阶控制器参数整定规则设计光电吊舱的分数阶控制器,对光电吊舱分数阶控制系统与整数阶控制系统进行了仿真对比试验。实验结果表明,提出的变阶次算法得到的分数阶受控对象模型可以很好的逼近原系统并且有着更良好的受控性,同时设计的光电吊舱分数阶控制系统比整数阶控制系统有着更加优越的控制性能,可以达到优化光电吊舱控制系统控制性能的目标。

摘要：由于锂离子电池的SOC(state of charge)不能直接被测得,目前只能通过电池外部输出特性对其进行估算。以磷酸铁锂电池为研究对象,考虑到电池各种复杂的非线性特征,分析了电池的电化学阻抗特性,采用恒相位元件(CPE)对传统的等效电路模型进行改进,建立了分数阶(fractional order)等效电路模型;联合遗传算法和混合脉冲动力试验对分数阶等效电路模型的参数进行离线识别;基于扩展卡尔曼滤波算法,建立了分数阶扩展卡尔曼滤波算法(fractional order extended Kalman Filter)的锂电池SOC估算模型;根据动态应力试验DST(dynamic stress test)工况设计制定了锂电池充放电方案,在环境温度25℃条件下,实时采集电池电流及电压数据,将采集所得数据输入到Matlab建立的模型中,对目标电池进行SOC估算。仿真结果表明:与二阶戴维南电路模型SOC仿真结果相比,基于FEKF算法的SOC估算结果具有更高的精度且波动性更小,误差均小于0.72%,均方根误差仅为0.24%。

摘要：将永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)整数阶模型推广到分数阶,构造结构相同的分数阶电机模型。针对整数阶电机模型,基于遗传算法设计最优PID控制器,将所设计最优PID控制器作用于分数阶模型。通过调节分数阶模型分数阶次可得到电机调速系统的一簇阶跃响应曲线,选取该簇曲线中动静态特性相对最好的曲线所对应的分数阶次作为永磁同步电机的分数阶模型阶次,从而构造出永磁同步电机的分数阶模型。通过软件仿真和结果分析可得本文所构造的分数阶永磁同步电机模型具有更好的动静态特性和描述效果。