摘要：以日本房总半岛2011年、2013~2014年、2018年3次慢滑移事件(slow slip event, SSE)为例,利用自主研发的GPS坐标时序分析(GPS coordinate time series analysis, GTSA)软件批量处理该半岛多个GPS站点2009~2019年共10 a的坐标时序数据,构建包含周期性SSE的坐标时序模型。结果表明:1)双曲正切函数的数学特性与SSE的运动规律十分吻合,表现为缓慢加速-快速滑动-缓慢减速,最后恢复至稳态;2)函数对SSE的精准建模可有效确定SSE发生时间的中心、持续时长和地表位移;3)2011年SSE持续时间最长可达50 d, 2013~2014年和2018年的SSE持续时间最长为25 d;4)3次SSE的水平位移均朝东南方向,高程位移量均表现为下沉,2018年SSE最大水平位移达5.2 cm, 2013~2014年最大高程位移达3.8 cm。

摘要：针对自适应最小均方误差(Least Mean Square,LMS)滤波算法迭代步长在算法收敛速度、稳态误差间的折中问题,设计了一种基于双曲正切函数的新型变步长算法,算法以双曲正切函数为基础,建立步长因子μ(n)与误差信号e(n)的非线性函数关系,并引入参数α、β和m,设计了一种新的步长调整公式,使得在算法迭代初始阶段采用较大步长因子,达到更快的收敛速度,在接近收敛时采用较小的步长因子,获得更小的稳态误差。通过仿真分析了不同参数对算法性能的影响,与已有典型变步长算法相比,论文算法具有更快的收敛速度、更小的稳态误差和更优的追踪能力。

摘要：为降低末制导律对初始状态误差的敏感度、提高导弹的末端抗干扰能力,针对带有落角约束的末制导问题,考虑基于双曲正切函数的一类加权函数,提出了一种基于间接Gauss伪谱法的最优末制导律.首先,基于目标位置和期望落角建立了落角坐标系,并在该坐标系中建立了导引运动关系方程,得到了带有落角约束的末制导模型;然后,根据极小值原理推导出了用于求解最优制导律的两点边值问题,运用Gauss伪谱法进行离散,把两点边值微分方程转换为一系列代数方程;最后,通过显式求解代数方程快速得到了最优控制律,该方法避免了求解黎卡提微分方程,不需要进行繁琐的积分运算,计算量小.所提制导律在推导过程中不依赖于加权函数的具体形式,可非常方便地处理复杂加权函数.仿真结果表明:通过设计不同形式的加权函数,可灵活改变导弹运动轨迹及制导指令的分布,以实现不同的制导目标;所提方法能有效降低制导律对初始状态误差的敏感度,而且还可以提高导弹的末端抗干扰能力,在很大程度上提高了制导律的设计灵活性.

摘要：【目的】解决机械臂在农业领域应用中末端轨迹跟踪控制问题，确保农业采摘机器人采摘末端高精度轨迹跟踪和系统稳定运行。【方法】提出一种基于双曲正切函数采摘机械臂的滑模跟踪控制方法。根据逆向运动学构建基于工作空间的机械臂动力学模型，设计双曲正切函数的滑模跟踪控制器，由Lyapunov函数保证控制系统的渐进稳定性。在MATLAB/Simulink环境中搭建机械臂仿真控制系统进行控制算法验证，分析滑模控制器对机械臂末端轨迹的跟踪效果。【结果】仿真试验结果表明，与切换函数滑模控制器相比，基于双曲正切函数的滑模控制器能够实现高精度的轨迹跟踪和稳定控制，提高末端轨迹跟踪的收敛速度，减小机械臂末端轨迹跟踪控制误差，并使末端轨迹跟踪曲线的收敛时间减少50%，有效提高机械臂采摘系统的实时性和跟踪精度。【结论】研究可为机械臂采摘的实际应用提供有效的控制方法。

摘要：自适应滤波器在自适应控制、噪声消除、信道均衡、系统辨识以及生物医学等领域的应用中发挥着重要作用。由于其简单性、低计算量和易于实现等特点,其中最流行的自适应滤波算法是最小均方(Least Mean Square,LMS)算法。传统的LMS算法在处理高斯信号时具有良好的收敛性能,然而,针对非高斯信号的处理,自适应LMS算法的收敛性较差,甚至无法收敛。为了改进LMS算法在非高斯噪声干扰下的收敛性,本文通过将传统的LMS算法的代价函数嵌入到双曲正切(Hyperbolic Tangent)函数框架中设计了一种新的代价函数,从而提出了一种鲁棒的双曲正切最小均方(Hyperbolic Tangent Least Mean Square,HTLMS)算法。此外,针对HTLMS算法存在收敛速度与稳态误差相矛盾的问题,本文设计了一种可变λ参数的双曲正切最小均方(Variableλ-parameter Hyperbolic Tangent Least Mean Square,VHTLMS)算法。仿真结果表明,在系统辨识应用场景中,与LMS算法、最大相关熵准则(Generalized Maximum Correntropy Criterion,GMCC)自适应滤波算法和对数双曲余弦自适应滤波器(Logarithmic Hyperbolic Cosine Adaptive Filter,LHCAF)算法相比较,本文提出的HTLMS算法和VHTLMS算法在冲击噪声干扰下具有良好的鲁棒性、更快的收敛速度和较小的稳态误差。

摘要：以非线性Nomoto模型作为船舶运动数学模型,同时,通过线性回归模型,类比引入遗忘因子的随机梯度算法并结合推导出的随机梯度算法,以汽车运输船“Hual Trooper”为例进行仿真实验并对该算法进行推导和验证。结合双曲正切函数,得到非线性新息辨识理论,利用双曲正切函数处理新息。通过Matlab编程比较辨识效果,并通过计算得到辨识准确的情况。在模型建立后,可以通过观察响应比较估计船舶动态。该设计方案具有显著的计算优势,辨识速度更快,辨识效率更高。

摘要：以大气层内导弹逆轨拦截高速机动目标为背景,本文运用最优控制和双曲正切函数设计带角度约束的三维最优制导律。分别假设导弹弹道倾角和弹道偏角保持瞬时恒定,将三维制导分解为两个相互垂直平面内的二维制导。考虑导弹速度时变的情况,建立带角度约束的制导方程。设计一种双曲正切函数的变种,并将其设为脱靶量和角度约束的权重系数,根据极小值原理推导了最优制导律的解析表达式。双曲正切函数变种的引入,使得制导律对脱靶量和角度约束的要求是逐渐增强的,可以解决传统最优制导律初始段过载指令过大的问题。仿真结果表明了该制导律的有效性。

摘要：为了实现深海恶劣海况浮式生产储油卸油船的安全作业,本文设计一种考虑系泊缆线安全及推进器使用限制的抗饱和鲁棒动力定位控制器,与锚泊系统协同实现浮式生产储油卸油船定位的安全和精度要求。引入结构可靠性因子表征缆线安全,提出了一种基于结构可靠性因子的锚泊辅助动力定位滑模控制器,并分别采用双曲正切函数逼近饱和情况和设计饱和补偿辅助系统2种抗饱和策略改进控制器,以消除执行器输入饱和对控制效果的影响,在极短时间内使锚泊辅助动力定位系统达到安全作业的要求。实验结果表明:设计的2种抗饱和控制器都能够在恶劣海况下实现定位的安全和精度要求,且饱和补偿辅助系统的性能要优于双曲正切函数逼近饱和系统。

摘要：电力系统作为一个典型的复杂动态系统,在实际运行过程中,特定的参数及初始值可能会使其产生混沌振荡,甚至导致整个电力系统崩溃。为了抑制电力系统的混沌,该研究为六阶电力系统设计混沌控制器。首先,利用时间序列图和相图对复杂的六阶电力系统的基本动力学行为进行了分析,证明其存在混沌行为;然后,基于电力系统混沌振荡由能量过剩引起的思路,引入储能装置的动态模型,吸收受控系统过剩的有功功率,并提出了一种稳定的有限时间滑模控制方法来抑制系统的混沌振荡;最后,数值仿真验证了所设计控制器的有效性。

摘要：针对含有人体模型的五自由度半主动座椅悬架系统,设计一种基于趋近率的滑模控制器。通过引入自适应控制算法,对系统模型简化过程中产生的扰动及外界干扰进行估计,并在简化模型的基础上采用模糊算法,对滑模控制中趋近速率参数进行优化,在保证趋近速率的同时,提高系统的鲁棒性;采用双曲正切函数替代切换项中的符号函数使得系统在切换过程中更加连续,有效降低滑模控制中的抖振问题;根据Lyapunov稳定判据证明了系统的鲁棒稳定性。数值仿真表明,采用该控制器的座椅悬架较采用PID控制及被动控制的座椅悬架减振效果得到了明显改善,C级路面上时座椅悬架振动加速度值相较于PID控制与被动控制的座椅悬架分别下降25.1%与57.2%,冲击工况下分别下降16.9%与63.7%,并具有较好的跟踪性能。