2018, 33(6):969-977. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0531
摘要:全面综述基于事件的控制系统的研究现状与最新成果.主要介绍事件驱动通信机制的各种类型和事件触发控制的主要研究内容,包括不同的建模方法以及控制器与事件产生器的联合设计方案,重点对时延系统建模方法进行分析,将事件触发闭环控制系统建模成连续时滞模型.此外,关于网络诱导因素对事件触发机制的影响以及网络化事件触发控制的一些应用也进行说明.最后,提出目前研究工作所存在的不足,以及下一步需要解决的开放难题.
龙腾 , 李恩 , 杨国栋 , 杨磊 , 范俊峰 , 梁自泽
2018, 33(6):978-988. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0132
摘要:柔性臂广泛应用于核工业、建筑业、太空探索等领域,但由于自身刚度低、大挠度、低阻尼等特点,其末端易产生振动且难以在短时间内消除.对此,研究一种具有一个旋转关节和一个伸缩关节的混合结构柔性臂的抑振轨迹规划方法.通过对其结构分解和刚柔部分分解,建立动力学和运动学模型.为了提高算法效率,引入权重因子,构造映射函数,选取非均匀插值点,采用粒子群算法(PSO)优化插值点位置增量,利用3次样条插值拟合优化后的轨迹函数.最后,通过设计混合柔性臂的控制系统,验证所提出抑振轨迹规划方法的有效性.
2018, 33(6):989-998. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0223
摘要:区间二型T-S模糊时变延迟模型可以有效地处理具有参数不确定的非线性时变时滞系统.针对多性能指标框架下 区间二型T-S模糊时变延迟系统的滤波器设计仍然是有待解决的问题,利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法,在多性能指标框架下提出前提隶属函数不匹配的区间二型模糊滤波器.利用最新发展的积分不等式,所设计的滤波误差系统可以同时满足耗散性、无源性、${H_\infty
2018, 33(6):999-1007. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0295
摘要:为了提高三相永磁同步电机(PMSM)控制系统的性能,基于反双曲正弦函数的扩张状态观测器(ESO)技术,提出一种新颖的无速度传感器自适应滑模有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)策略,采用ESO技术构造PMSM系统转速和反电动势的观测器,实现对电机转速和反电动势快速准确估计.用带有负载ESO的自适应滑模控制作为系统的转速调节器,以提高系统的鲁棒性;利用基于快速矢量选择的FCS-MPC策略,达到减少转矩脉动、降低系统算法计算量的目的.仿真结果表明,基于ESO的无速度传感器自适应滑模FCS-MPC策略能够使PMSM系统可靠稳定运行,达到满意的转矩和转速控制效果.与基于积分型滑模面的自适应滑模FCS-MPC策略相比,所提出的控制策略能使系统具有良好的动态性能和抗负载干扰能力.
2018, 33(6):1008-1016. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0304
摘要:为了提升复杂环境中双目视觉里程计的精度,提出一种考虑多位姿估计约束的双目视觉里程计方法.首先,分别建立匹配深度已知点与深度未知点的数学模型,将深度未知点引入2D-2D位姿估计模型,从而充分利用图像信息;然后,基于关键帧地图点改进3D-2D位姿估计模型,并结合当前帧地图点更新关键帧地图点,从而增加匹配点对数,提高位姿估计精度;最后,根据改进的2D-2D及3D-2D位姿估计模型,建立多位姿估计约束位姿估计模型,结合局部光束平差法对位姿估计进行局部优化,达到定位精度高且累积误差小的效果.数据集实验和实际场景在线实验表明,所提出方法满足实时定位要求,且有效地提高了自主定位精度.
2018, 33(6):1017-1025. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0256
摘要:针对传统加幂积分控制在远离原点区域收敛速度过慢的问题,基于加幂积分控制和快速有限时间Lyapunov理论对一类非匹配不确定非线性系统提出一种快速化的加幂积分控制.该方案保留加幂积分控制有限时间收敛、无抖振、无奇异性的优点,能够加快传统加幂积分控制的收敛速度,具有更强的鲁棒性、更小的稳态误差.从理论上证明了所提出方案的所有优越性,并通过仿真验证了所提出的所有结论.
2018, 33(6):1026-1032. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0164
摘要:目前已有的控制方法难以满足大飞机研制对风洞流场的精度要求.鉴于此,采用多变量模型预测控制方法设计流场控制器.为提高抵抗攻角扰动的能力,使用攻角变化量动态补偿静压的预测值.考虑风洞实验工况较多,采用多控制器融合方法解决新工况建立预测模型的问题.为保证控制器的实施,给出基于一阶惯性加滞后近似模型的控制器参数整定方法.通过实际吹风实验验证风洞预测控制器能够有效调节风洞流场,使吹风实验中流场参数的精度达到大飞机研制要求.
2018, 33(6):1033-1040. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0274
摘要:在线极限学习机对样本数据分批或分块地学习,适用于分析生产过程的在线数据,进而检测生产过程的故障.为了提高检测的准确性和快速性,提出一种权重变化和决策融合的极限学习机(ELM)在线故障检测方法.该方法在学习过程中增加被当前数据监控模型错误预测的新样本权重,同时在数据监控模型中引入决策级融合的方法,提高模型的综合决策能力.利用UCI数据集和TE过程进行仿真实验对比,对比结果表明所提出的方法在训练时间和检测准确率上都具有很好的性能.
2018, 33(6):1041-1047. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0237
摘要:基于混合压缩感知(CS)理论,提出一种负载有效的路由协议.考虑分簇网络结构,簇内节点传输原始数据到簇头,簇头对数据进行压缩再通过最小生成树发送到sink.为防止簇头节点负载不均衡造成网络不能正常通信,提出负载度的概念并设计基于CS的负载均衡策略;然后,研究概率负载均衡策略以均衡所有节点的负载流量;最后,提出分布式补偿算法构建分簇网络并实现数据汇聚功能.仿真结果表明,所提出方法在提高网络生存时间及能耗均衡方面均优于传统方法.
周志杰 , 刘涛源 , 李方志 , 赵福均 , 胡冠宇 , 于传强
2018, 33(6):1048-1054. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0288
摘要:为解决目前多属性决策分析在处理不确定性问题上存在的不足,提出一种基于证据推理的装备保障资源评估方法,该方法通过融合多种不确定信息得到装备保障资源水平.首先,构建装备保障资源评估指标体系,根据专家知识获取指标权重;然后,基于规则的输入信息转化法,将指标数据转换到统一的置信框架下,并建立基于证据推理的评估模型.针对模型参数难以精确主观确定的困难,建立非线性优化模型,基于投影协方差矩阵自适应进化策略算法求解得到最优参数.对某单位装备保障资源实例进行评估,并通过对比分析验证所提出方法的有效性.
2018, 33(6):1055-1061. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0060
摘要:针对模块化神经网络结构设计过程中子网络输出不能最优集成的问题,提出一种基于粒子群算法的动态模块化神经网络.首先,该网络采用数据密度辨识样本分布空间,并更新数据中心;然后,根据输入数据激活相应的子网络,利用PSO算法寻找子网络的最优网络贡献度,并依据贡献度计算子网络的输出权值;最后优化模块化神经网络的集成输出.通过对非线性函数和时变系统的逼近实验,验证了集成网络中子网络数目可以根据任务动态调整,网络输出的集成权值能够通过PSO算法寻找到最优值,并且训练精度和自适应能力较其他算法均有一定的提高.
2018, 33(6):1062-1068. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0266
摘要:为了提高BTT导弹自动驾驶仪在非匹配干扰影响下的系统性能,提出一种新型基于干扰补偿的抗尖峰滑模控制器(PDOSMC).所提出的PDOSMC不仅不需要非匹配干扰满足$H_2$假设,还有效解决了高观测增益下估计尖峰引起现有干扰补偿滑模控制器(DOSMC)控制性能下降的问题.仿真结果表明,在都选取高观测增益的情况下,PDOSMC算法不仅能够取得与现有DOSMC算法相同的高控制精度,而且能够避免DOSMC算法中由估计尖峰所带来的控制饱和以及跟踪误差振荡.
2018, 33(6):1069-1074. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0173
摘要:针对非视距(NLOS)环境下的移动定位问题,提出一种基于交互式多模型-改进卡尔曼滤波(IMM-IKF)的无线传感器网络NLOS节点定位算法.算法在IMM算法框架下估计移动节点位置,采用两个平行的改进卡尔曼滤波算法对多个移动节点候选位置进行滤波处理,通过Markov链实现LOS状态与NLOS状态的转换,根据似然概率对两个滤波结果进行加权融合,从而获得移动目标位置.仿真实验结果表明,所提出算法可以有效抑制NLOS误差,实现精确定位.
2018, 33(6):1075-1080. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0178
摘要:将可变抽样区间特性融入二元双抽样广义方差控制图,构建可变抽样区间二元双抽样广义方差控制图及其监控方法.采用马尔科夫链方法完成控制图调整的平均报警时间和平均报警时间性能指标的计算,进而建立用控制图参数设计的优化模型,并通过遗传算法完成模型求解.通过与可变抽样区间的二元广义方差合成控制图、二元双抽样广义方差控制图以及基于Cornish-Fisher修正的二元双抽样广义方差控制图的判异性能对比,验证该控制图的优势,并通过加工实例对性能优势进行进一步说明.
2018, 33(6):1081-1086. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0114
摘要:针对全方位移动机器人轨迹跟踪控制中存在的外界干扰和系统参数不确定性问题,提出基于无源性的自抗扰控制方法.该方法通过扩张状态观测器对系统扰动进行估计,并在基于无源性的控制器中加入扰动补偿项以减小外界干扰和参数不确定性对系统的影响;进而,利用系统的无源特性和Lyapunov 理论证明在该控制器作用下闭环系统有界输入有界输出稳定.仿真结果表明,所提出的控制方法响应速度较快,控制精度较高,对系统外扰和模型参数不确定性具有较强的鲁棒性
2018, 33(6):1087-1092. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0296
摘要:级联失效现象是一种节点失效的动态效应,会瞬间波及全网,造成全局网络瘫痪,成为无标度网络的规模化应用瓶颈.针对无标度网络的级联失效问题,提出一种可抵御任意单个节点失效引发的级联失效的缓解策略.在无标度网络中,节点容量是恒定的,根据这一特点建立级联失效模型,推导出网络发生大规模级联失效的承载极限,进而针对按节点度降序攻击的节点失效行为,提出相应的级联失效缓解策略.仿真实验结果表明,只对网络中小部分节点度大的超载节点采取一次缓解策略,可以显著改进无标度网络对此类攻击的级联失效抵御能力,同时通过数值模拟发现,网络总节点数和节点容量与网络的级联失效抵御能力正相关.
2018, 33(6):1093-1099. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0242
摘要:博弈论在工程项目中的应用能使投标决策更加科学.然而,很多投标报价博弈模型都是基于投标人风险规避假设的,通常这种假设并不符合实际情况.为了更加贴近实际投标报价情形,有必要考虑各投标人(博弈方)的风险偏好.鉴于此,在清单计价模式下,利用综合评估法,通过引入代表投标人风险态度的风险系数,构建投标报价博弈模型,导出其最优报价的关系方程式及其迭代求解算法,并分析其投标报价策略与风险系数对最优报价的影响.实证分析表明,应用所建立的博弈模型进行投标报价能够提高投标中标率,与现有类似方法的比较分析表明,所提出的投标报价博弈模型具有更贴近实际的优越性,可为实际投标报价决策提供方法支持.
2018, 33(6):1100-1106. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0221
摘要:分析基于免疫响应原理的免疫进化算法流程和运行机制.根据免疫抗体群的状态转移过程,研究免疫进化算法的马尔科夫随机过程,并采用随机泛函分析算法的收敛性,突破传统马尔可夫链方法对解空间较大问题分析的局限性.根据免疫进化算法参数构成和抗体种群达到吸收态的转换特性,采用泛函理论论证算法收敛速度估计、时间复杂度计算和参数选择原则.通过实验总结影响免疫进化算法收敛性的关键因素,为解空间较大及高维优化问题的免疫进化算法收敛性和性能分析提供可行方法.
2018, 33(6):1107-1116. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0163
摘要:建设活动对环境影响显著,绿色合作是促进建设项目绿色绩效提升的重要途径.对此,建立绿色合作中主导方与成员方间的Stackelberg博弈模型,分析绝对公平与相对公平两类公平参照点下公平偏好对绿色合作努力行为决策的影响.研究发现,公平偏好将影响建设项目绿色合作参与方的两类努力行为决策,且影响方向与公平参照点类型及收益分配水平有关.在不同公平参照点下,努力行为决策将受到收益分配临界点的影响,在设计收益分配方案时,应关注所选取的公平参照点及相关收益分配临界点,以实现绿色合作参与方努力行为的有效诱导.
2018, 33(6):1117-1122. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0307
摘要:关联规则方法被广泛应用于分析零售企业交易数据,以此指导品类管理、门店布局陈列和商品促销等运营决策,但面对电子商务网站非常巨大的数据量,仍存在效率低下的问题.对此,提出商品关联大数据稀疏网络快速聚类算法.首先,利用单步链表结构存储零售商品的共同购买关系矩阵;其次,对商品关联大数据稀疏网络的低度商品节点进行剪枝,降低搜索空间;再次,利用模糊k均值聚类对商品关联大数据稀疏网络进行快速聚类,并利用高连接度值商品节点被低连接度值商品节点分割的思想对剩余节点聚类;最后,将所提算法应用到亚马逊网站商品交易数据分析中,取得了良好的效果.
2018, 33(6):1123-1128. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0332
摘要:在数据包络分析(DEA)方法的基础上,提出一种基于基尼系数-交叉效率的多属性决策方法,用于解决具有多个投入、产出指标的多属性决策问题.首先,借鉴基尼系数的优化准则构建基尼系数-交叉评价策略模型,从而得到相对唯一的DEA交叉效率矩阵;然后,应用基尼准则计算各个效率值所包含的信息纯度,并借之实现交叉效率矩阵的集结;最后,根据集结结果对决策单元进行排序和择优.所提决策方法不仅能够克服传统DEA交叉效率方法的交叉评价策略选择难的问题,而且能够保证决策过程的客观性和公平性.同时,所提方法还对交叉评价所得的决策信息进行提纯,为科学合理地进行决策提供更多的有效信息.通过对中国各地区的医疗资源配置效率进行实证,验证了所提出方法的有效性和实用性.
2018, 33(6):1129-1135. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0322
摘要:为了提高火电厂制粉控制系统抗扰动的能力,在综合考虑制粉系统中各被控量历史输出和预测输出的基础上,提出一种改进的制粉系统多模型预测控制算法.该算法将对被控量偏差的比例、积分、微分作用引入到目标函数中,以改善系统动态调节过程,减小一次风流量和磨出口温度的波动,对于一次风的精确配风有重要意义.仿真结果表明,所提出算法能够提高制粉系统抗煤水分扰动的能力和工况大范围变动时的稳定性,实现制粉系统安全、稳定、经济运行.
2018, 33(6):1136-1140. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0438
摘要:针对连续方程误差模型辨识须引入数值滤波器而造成有偏估计,提出一种基于粒子群优化(PSO)算法和连续输出误差法的连续系统直接辨识方法.该方法用简化四阶龙格库塔法进行系统输出的数值逼近,并采用PSO进行数值优化以避免有偏估计.对所提出方法的估计性质进行分析,进而得出辨识问题的全局解在开环下参数估计的一致性.仿真案例表明,所提出方法对案例的辨识精度高于简化修正辅助变量法等几种连续系统辨识方法.将所提出的方法应用于带弹性负载的电机模型辨识,获得了良好的估计,从而表明了所提出方法在应用上的有效性.
2018, 33(6):1141-1146. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0425
摘要:针对过程的非线性和动态特性,提出一种基于核正交流形角不相似度的监测方法.利用两个流形子空间正交向量求取内积矩阵的奇异值,构建基于核正交流形角的不相似度指标,量化评估标准集和测试集的流形子空间的统计量关系.首先,在多流形投影方法的基础上,利用非线性函数将原始过程数据投影到特征空间;其次,引入Gram-Schmidt方法正交化投影向量,形成流形子空间的基向量;再次,对两个流形子空间的内积进行特征值分解,获得核正交流形角,构建不相似度监测模型,该监测指标融合角度和距离度量,能够更好地触发故障警报;最后,通过在TE过程上的仿真实验验证了所提出算法的优越性.
2018, 33(6):1147-1152. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2017.0236
摘要:针对区间灰数的预测问题,通过构建区间灰数核的预测模型并结合残差修正思想对区间灰数的信息域进行扩展,运用改进的区间灰数函数处理方法强化对区间灰数上下界序列的趋势拟合,优化对未来发展状态的预测精度,建模过程体现了区间灰数预测中“信息充分利用”的原则.通过长江三角洲地区人均工业废水排放量的实例,对比所提出方法和传统灰色预测方法的结果,验证了所提出方法的有效性和实用性.所提出的方法能够为区间灰数预测提供一种有效途径,其原理清晰,可广泛应用于存在区间灰数的各领域.

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