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[博士论文] 曹晓旭
机械电子工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:水下运载器-机械手系统是人类探索海洋、开发海洋的新工具,本文针对水下管线巡检机器人的协调规划控制问题,搭建相应的AUVMS实验平台,并对其协调规划及控制展开深入研究。
  文章总共分为七章,内容概括如下:
  第一章:通过文献调研,分析总结了水下管线巡检作业的现状及问题,总结AUVMS系统的应用场景以及发展历程,对国内外相关项目做了分析梳理。同时针对AUVMS的运动规划及运动控制进行深入的文献调研。最后阐述本课题的研究意义,难点及章节安排。
  第二章:介绍了项目中设计搭建的AUVMS子系统构成及相关参数指标。根据实际参数建立该系统的运动学模型及水动力影响下的动力学模型。同时在MATLAB/Simulink平台搭建可视化仿真模型。
  第三章:针对AUVMS高维度,惯量分布差异大,作业环境复杂的特点,研究其轨迹规划和路径规划问题。提出了RRTAUVMS算法,借助了系统自身的运动学模型及动力学模型,与传统的快速扩展随机树算法相比,能够显著提高规划效率。
  第四章:针对AUV水下运动受到复杂水动力干扰的问题,研究了基于非线性干扰观测器的算法,该算法能够对AUV所受的集总水动力干扰进行有效估计并加以抑制,通过仿真和实验,验证了所提出方法的优势。
  第五章:主要对水下机械手的控制进行深入的研究。针对机械手运动模型参数误差及强非线性特点,采用基于时延估计器的算法,实现对外干扰及参数变化的有效补偿,提高系统的控制性能。提出了任务空间下轮廓跟踪控制的算法,设计基于时延估计的非奇异终端滑模控制算法,实现对大曲率椭圆轮廓的跟踪,并通过Lyapunov稳定性原理证明所提出算法的稳定性。通过仿真和实验,验证两种方法的有效性。
  第六章:将AUVMS协调运动规划、控制算法有机结合起来,实现有效的整体规划与控制,并通过仿真和水池实验验证该方法的有效性。
  第七章:对本文的核心工作,创新点进行概括总结,并从工程角度和学术角度对后续的研究进行展望和总结。
[硕士论文] 叶杨笙
工业设计工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:随着国民经济的发展,工人工资的逐步提高,解决工业、制造业的人力成本已经成为诸多企业迫在眉睫的问题。去除落后产能,优化产业结构,产业转型是提高中国经济增长质量必须经历的过程。
  机器换人是大势所趋,庞大的国内市场,使近几年来移动机器人行业蓬勃发展。移动机器人相对于仿人机器人来说,技术上更易实现,成本优势明显,已经渗透到3C电子、汽车、新能源、物流仓库、机械加工等多个行业。AGV(Automated Guided Vehicle)是移动机器人的一个分支,作为基础的搬运工具已经逐渐得到了市场的认可,成为工业自动化领域必不可少的一个环节,销量逐年增长。
  本文主要论述了对通用移动机器人调度系统的研究与设计过程。首先介绍了移动机器人相关背景及技术现状以及移动机器人调度系统的技术现状。然后分析了通过调度系统进行多机器人协作所面临的难题。针对这些难题,在地图通用性、参数通用性和环境易变性这三个方面提出了解决方案,通过这些解决方案,可以消除移动机器人个体差异对调度系统所造成的困难。其次本研究对调度系统的整体架构进行了设计并基于开源的OpenTCS(交通控制系统)框架实现了相应的功能。最后使用该系统在实际的工业及制造业场景中进行测试,并进行改进优化,提高了系统的鲁棒性。
  该设计研究成果已经在多个实际工业场景中投入使用,其中部分场景包含多种类型的移动机器人,体现了调度系统的通用性。当然,系统仍有许多不足支出,本文最后也提出了相应的改进和展望。
[硕士论文] 陈翔
机械电子工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:人们对于机械臂的研究由来已久,但大多应用于工业生产中的大型机器人,而对于类人型机器人机械臂的机构研究相对较少。人们在不断找寻与人类肌肉具有类似特性的传动方式,现在研究出来的主要有液压肌肉、气动肌肉等,这些人工肌肉都有各自的弊端。
  本文主要研究一种基于钢丝绳的腱传动系统,并实现对该系统的精确控制。在对腱传动系统的研究中发现,系统的柔性以及传动空回是暂时已知的会影响系统控制性能的因素,针对这些缺陷,设计适用于本系统的控制器来获得更好的控制性能。
  论文首先研究了柔索腱传动的典型形式,并类比齿轮中的齿隙模型,对腱传动中产生的空回现象进行数学模型总结分析,选取适用于本系统的空回模型,并对绳索传动空回的产生原因进行分析。
  本文设计了一套符合系统设计指标的模块化关节,并在此基础上设计了机械臂肩部腱传动系统。针对该传动系统,主要解决系统的柔性及传动空回的影响。为实现系统良好的传动性能,先对传动系统进行动力学建模分析,并分析比较了PID控制、反步自适应等控制器设计方法,主要研究了采用反步法设计系统控制器,该控制器的使用较好地解决了系统中存在地柔性以及传动空回的影响。本文对控制策略进行了仿真分析,比对了PID控制及反步法控制的控制性能,理论上验证了反步法自适应控制器对系统的柔性及空回有较好的控制效果。
  最后,本文对所搭建的实验系统平台进行相关性能的验证,并针对反步法设计的控制器进行相关的实验验证。通过实验结果分析比对,反步自适应控制器对实际系统的传动仍具有良好的性能。
[博士论文] 王文华
光学工程 大连理工大学 2018(学位年度)
摘要:通过对油库储藏设施的液位压力、水库大坝的渗压、特殊环境的声波信号以及生物体内压力的高灵敏和精确监测,准确获取压力/压强信息,对这些领域的安全生产和经济效益的提高有重要意义。光纤传感技术因体积小、重量轻、本质安全、灵敏度高、抗电磁干扰等优点而成为上述领域压强监测的研究热点。本文将围绕DEFPI(Diaphragm-Deformation-Based Extrinsic Fabry-Perot Interferometric)光纤低压传感器的结构设计、制备技术和材料选取展开深入研究,提高传感器的性能。论文的主要工作如下:
  对DEFPI光纤传感器的基本原理、膜片的形变机理和测压原理作了详细分析,深入讨论了DEFPI光纤传感器输出信号质量的各影响因素以及F-P光纤传感器干涉信号的解调算法,分析了采用干涉-强度解调方法探测动态压力时工作点稳定的问题。
  为了提高传感器的性能研究了熔融石英材料与激光的相互作用,在此基础上提出了全激光焊接熔融石英材料的DEFPI光纤传感器。结合先进的微机电控制系统,设计并搭建了激光焊接的光路系统,研究了熔融石英材料的CO2激光热传导焊接和深熔焊接工艺,实现了30μm厚的超薄熔融石英膜片的热传导焊接,首次提出了激光深熔点焊的方法将光纤固定在准直毛细管内壁,同时激光焊接的过程中形成F-P腔的导气孔,导气孔对改善温度压力交叉敏感性等性能有重要作用。相对传感器的激光环形焊接,激光深熔点焊能够有效提高传感器的性能,降低制备工艺要求。
  利用设计、制备的DEFPI光纤低压传感器进行了实际应用的可行性评估。首先,利用传感器对12m量程的水位进行了测试,灵敏度为52.5nm/m,分辨率为6.8Pa(0.7mm的水位),迟滞误差为0.06%F.S.,温度交叉敏感性为0.013nm/℃。针对大温度变化环境的应用,采用了FBG(Fiber Bragg Grating)与F-P(Fabry-Perot)腔串联复用的方式进行温度补偿,利用316L不锈钢封装后在100℃范围内实现了有效补偿。其次,针对水库大坝渗压的监测需求,修改设计了熔融石英材料的传感器结构,并将其应用于0~1MPa的渗压监测。结果表明,传感器的分辨率为2.3Pa,迟滞特性为0.021%F.S.,压强的长期波动范围约为0.8kPa。第三,针对动态压力测量时传感器的工作点稳定问题,设计了基于ASE(Amplified Spontaneous Emission)光源结合可调谐F-P滤波器的方案解决动态压强测量时工作点的漂移问题,并将传感器应用于变压器油中40kHz的超声波信号测量,灵敏度为6.59mV/kPa。
  针对生物体内的压力测量需求,提出了具有生物相容性的壳聚糖作为膜片材料,采用戊二醛活性基团交联的方法对壳聚糖进行改性,分析并设计了交联壳聚糖膜的制备工艺以及与熔融石英准直毛细管端面的稳固结合方法,制备了致密性高、杨氏模量为900MPa、折射率为1.73、与毛细管端面粘附力强的壳聚糖压力敏感膜片,构成基于改性壳聚糖薄膜的DEFPI光纤低压传感器。利用传感器对模拟颅内压的环境进行监测,在0~24.4kPa的量程内,其灵敏度为25.79nm/kPa,分辨率为1.2Pa,迟滞误差为0.16%F.S.,考虑不同温度时水密度的变化与水位测量的可读性误差后,传感器的测量误差为9.7Pa,即0.04%F.S.,连续15天的稳定性考核中,最大压强波动为0.121kPa。
[博士论文] 李月华
机械电子工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:移动机器人的自我位置感知是完成不同复杂工作的前提,所以移动机器人的定位技术受到了越来越广泛的关注。近年来,随着整个市场对工业和服务机器人日益增长的需求,移动机器人的定位技术引起了学术领域和工业领域的重视,并投入了大量资源来进行更深层次的理论研究和应用探索。但是,目前移动机器人定位的精度问题、实时性问题以及在复杂场景中的适应性问题仍然没有被很好地解决,这些问题导致了移动机器人在很多场合中的应用受到了限制。因此,本论文利用视觉和3D激光雷达传感器,对非结构化环境中移动机器人实时高精度室内定位技术展开研究。主要内容如下:
  (1)针对不同的室内定位需求,设计了不同的移动机器人定位模型,根据定位模型分析出影响定位精度的关键因素和问题,为这些定位方法提供改进思路及其理论依据。
  (2)提出一种基于人工信标的单目视觉定位系统。系统采用本文设计的一种能够被快速正确识别的人工信标进行定位。首先,系统通过位姿图构建信标地图,将信标在全局图像坐标系的位姿作为节点,将同一帧图像中两个不同信标的相对位置关系作为边,构建完成后使用图优化技术对地图进行优化。根据相机畸变模型和3σ模型提出相机不确定度模型,该模型可以对位姿图中的每条边进行不确定度分析,并用高斯分布表示。建图过程中,通过贝叶斯估计不断更新图位姿图优化模型中的边,从而使边信息更加准确,进一步提高信标地图的精度。最后,根据信标地图及当前帧图像中信标位姿可以对机器人的位姿进行计算。
  (3)提出一种改进的双目视觉定位算法。算法前端利用双目相机采集图像,通过SAD匹配算法以及抛物线拟合算法得到亚像素级精度的匹配点对,计算出特征点的深度信息,然后利用RansacPnP算法根据3D-2D匹配点对计算位姿变换初值。而后通过最小化重投影误差实现局部优化。基于匹配点对描述子的汉明距离提出一种新的匹配不确定性模型,该模型为局部优化中的约束条件提供信息矩阵,提高定位精度。算法后端通过顶视单目相机检测可靠的人工信标信息,建立闭环,进行全局位姿优化,并针对移动机器人的运动模型和工作场景,提出一种新的基于全局平面约束的优化方法,减少定位系统的误差。
  (4)提出一种基于3D激光雷达的里程计定位算法,可以在光照条件极差或相机失效的情况下对系统进行补偿。算法采用了Velodyne LiDAR激光雷达作为传感器,并以一种快速高效的方式克服了Velodyne LiDAR数据的两大痛点——稀疏性与离散性,实现精确的位姿估计。首先,我们提出了可以将地面点从整体点云中分割出来的角度滤波器和距离滤波器。然后,基于本章提出的基于几何特征的分割(GFS)算法,对每个非地面点及其邻近的若干点进行主成分分析,根据其所构成协方差矩阵的特征值判断该点的特性,将非地面点分割为面点、线点和无组织点。在点云配准过程中,利用当前帧之前的若干帧点云融合成局部点云地图,使用最近点迭代(ICP)算法,将当前帧的子点云与局部点云地图中相同属性的子点云进行匹配,从而实现精确、高效的3D激光雷达里程计定位算法。
[硕士论文] 朱肖陈
电机与电器 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:随着时代的发展,对机器人性能的要求越来越高。如何设计小型化,可精确控制的机械手是日前仿人机器人设计的课题中研究的热点问题,为了达到这一设计目标,仿人型机械手指的驱动控制源设计就成了关键。到目前为止,驱动源主要有形状记忆合金、气压和电机等,绝大多数采用了电机驱动。根据已有发现,这几种方式都存在或多或少的缺陷,其中,传统电机驱动位置控制精度不高,无法直接驱动,传动机构复杂。为了改善这些问题,可将电机直接安装在各个关节上,这就需要设计小型化、直接驱动的电机,而超声波电机恰能满足这些要求。超声波电机具有大扭矩、体积小、响应速度快、不受电磁干扰,可实现自锁功能等特性。
  本文是基于“机械手指驱动用超声电机及其控制器研发”这一校企合作项目进行电机设计的。为满足可放在手指关节处进行直接驱动的要求,在比较研究了管式超声波电机、单相不对称超声波电机、单转子柱体超声波电机等的基础上,选用短柱型双转子超声波电机。研究了短柱型双转子超声波电机的工作原理,用ANSYS有限元软件等对电机定子、转子进行了优化设计,制作组装了实验样机,并搭建了简易测试平台对样机进行了性能测试。
  短柱型双转子弯曲振动超声波电机定子设计。包括定子上下匹配块及压电陶瓷的设计。定子部分的设计利用有限元仿真软件ANSYS进行模态分析,找到互差90度的一组一阶弯曲振动模态,取这一模态对应频率,该频率与临近两个模态频率差值绝对值中的较小值以及最大振幅作为设计标准,选出最佳尺寸。
  该电机转子及辅助部件设计。辅助部件主要包括电机支架的设计,轴套和轴的设计,以及电机夹具的设计。对转子和支架的设计主要通过试验得最佳结构;对轴套和轴的设计,要求适应电机其它已设计出部分的尺寸。制作最佳尺寸的样机并根据电机的工作原理,对电机进行装配。此过程中,为了让上下定子匹配块尽可能且施力均匀地将陶瓷片压紧,设计出相应结构的电机夹具。
  样机制作与性能测试。制作了直径23mm,长度23mm的短柱型双转子超声波发电机样机,搭建了测试平台。测试样机得到电机的最大转速为127r/min,最大堵转转矩为0.02Nm。测试结果表明:本文设计的短柱型双转子弯曲振动超声波电机直径、长度,运动范围完全满足设计指标,最大堵转转矩略小于设计指标,基本上实现了小型化直接用于机械手指驱动的设计要求。
[硕士论文] 沈天鹤
电机与电器 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:水下机器人是可以用于代替人类进入到情况复杂、高度危险的水下环境中执行各种任务的机器人。操作人员对水下机器人进行远程遥控或是让水下机器人自主运行,完成水下勘察、救援、水样采集等工作,在保障人身财产安全,提高事故处置效率方面具有重大意义。针对大型水体水质调查和水下建筑物巡检等应用需求,开展了水下机器人监控系统的几个关键技术的研究,包括水下机器人监控系统体系结构研究、电子系统的硬件研制和监控系统软件开发等。
  第一章简要分析了目前国内外多种水下机器人的发展现状和目前存在的一些普遍问题,并介绍了本文的研究目标和主要内容。
  第二章针对水质调查和水下建筑物巡检的需要,分析了水下机器人的功能需求,研究建立了水下机器人的空间运动模型,并在此基础上提出了水下机器人监控系统的体系结构,确定了电子系统硬件结构的总体方案。
  第三章详细介绍了水下机器人电子系统硬件的研制,包括主控制器的选择、推进器驱动模块、传感器接口模块和电源监测管理模块的设计和制作。其中,主控制器与六个推进器驱动模块通过RS485总线方式连接,采用Modbus通讯协议实现推进器控制指令的传递;传感器接口模块用于对三轴加速度计、三轴陀螺仪、深度传感器等进行数据采集和预处理,并通过串行口向主控制器发送传感器数据;电源监测管理模块由多级DC-DC变换器和单片机组成,为主控制器、推进器驱动模块、传感器接口模块等提供电源,并能对各供电回路的电压、电流进行实时监测和估计电池的剩余电量。
  第四章中介绍了基于ROS开源机器人操作系统的水下机器人监控软件的设计,分别介绍了人机交互节点、运动控制节点、姿态控制节点的设计过程。这些节点由ROS Master节点进行调度,实现节点间的相互通信和协调。同时,还简单介绍了操作员控制器,利用Visual Studio设计的操作监控界面,能够实时监视水下机器人的工作环境和机器人姿态,且能够远程遥控机器人运动和操作,具有结构简单,操作方便,显示效果直观的特点。
  第五章介绍了基于卡尔曼滤波融合加速度计、陀螺仪数据进行水下机器人姿态估测的方法,还简单介绍了基于模糊控制的水下机器人姿态控制方法。利用Matlab软件分别进行数据融合与姿态控制仿真,验证了这两种方法的可行性。
  第六章对水下机器人进行了运动控制实验和感知效果测试,实验测试证明机器人可以在水下稳定地进行前进后退、上浮下潜、转弯等运动,并能够实时反馈水下机器人运行时的倾斜、俯仰姿态和舱内温度、湿度等环境状态。
[硕士论文] 刘明
机械电子工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:下肢外骨骼机器人最初应用在军事领域,现已渗透到康复医疗,农业,工业等多个领域。我国目前正面临着人口老龄化加快,残障人士越来越多等问题,他们迫切需要一种辅助行走和康复训练的便捷装置,下肢外骨骼机器人的应用为这些问题提供了有效的解决方案。本文设计了一种下肢外骨骼机器人,采用拟人结构,并对踝关节进行了改进优化,主要涉及下肢外骨骼机器人结构设计与仿真分析,采用理论分析与仿真实验相结合的方法进行研究,具体内容如下:
  通过对人体下肢运动机理、人体步态的研究,为下肢外骨骼外形尺寸及自由度的确定提供依据。根据适用人群特点及可穿戴性要求,确定驱动方案,控制方案以及机械结构方案。通过对下肢外骨骼机器人几种常用踝关节结构的分析,找出其不足之处,分析了外骨骼关节旋转轴位置对人体踝关节运动的影响,进而设计了一种新型踝关节。
  运用D-H法进行运动学分析,建立了运动学方程,确立了关节角度与脚部位姿的关系。利用蒙特卡洛法求解下肢外骨骼脚部工作空间,并验证运动学方程的正确性。对运动学模型进行速度分析,建立了速度雅克比矩阵,确立了关节转动速度与脚部速度的关系。引入机构动力学参数,运用拉格朗日动力学方法进行了动力学理论分析,建立了下肢外骨骼机器人动力学模型。
  运用ADAMS进行了人体穿戴下肢外骨骼行走仿真和踝关节被动关节的弹性性能仿真。在下肢外骨骼电机处加入驱动,外骨骼腿部绑带与人体腿部建立柔性连接,使行走仿真结果更加接近真实情况,验证了ADAMS仿真分析的可行性,为选择驱动电机提供依据。
  运用Simulink进行了踝关节控制仿真,利用PID反馈调节机制,建立直流电机仿真模型、动力学仿真模型、控制系统仿真模型,进行联合仿真。通过检测到的关节角度实际值与理论值偏差,来控制电机电压变化,进一步控制关节,使关节角度理论值与实际值基本一致,达到模块化控制的作用。
[硕士论文] 卫婷婷
电子与通信工程 宁夏大学 2018(学位年度)
摘要:为了更好地推进宁夏回族自治区“十三五”重点研发计划重大项目的发展,实现蔬菜的无损检测,推动农业的发展,本文致力于设计一种植物叶片无损检测装置。以黄瓜叶片为研究对象,根据植物的荧光原理,完成病害图像的拍摄。利用OpenCV实现对病害图像的处理,从而得出叶片整体受损率和叶片病害程度;同时利用Keras和TensorFlow完成白粉病和霜霉病以及健康叶片的模型搭建,从而完成黄瓜病害类型的识别。最后利用PyQt在树莓派上进行用户操作界面设计,用户快速登录,操作相应按钮就可完成整个黄瓜叶片的整体受损率和病变类型的检测。主要工作如下:
  1.根据对叶绿素荧光采集装置的研究,设计出一款上窄下宽的荧光采集装置,采集装置由亚克力板组装而成,整个装置经济实用。根据叶绿素的特性,选定蓝色LED作为检测系统的激发光源,同时,选定白色LED为其辅助光源,通过与树莓派的连接,可以快速的拍摄出符合要求的病害照片。
  2.装置的调试和控制,利用GPIO口通过继电器实现小电压对大电压的控制,从而实现了摄像头和电源的协调配合;调试摄像头参数,保证拍摄叶片图片的效果。
  3.叶片的图像处理,叶片的处理是基于OpenCV完成的,分别对白光叶片进行处理得出病害叶片整体面积;对蓝光激发光源下的叶片进行病害面积提取,从而得出病害叶片受损率和病害程度。叶片图像处理快速,基本完成整个受损率的检测。
  4.叶片病害类型的判别,利用Keras和Tensorflow在ImageNet数据集上进行迁移和微调学习,搭建出叶片检测的病害模型,利用模型对图像进行病害判别,得出叶片的病变类型。
  5.用户界面的开发,特意设计了简单的用户操作界面,界面一目了然,简单上手,界面的设计是基于PyQt完成,可以实现叶片拍摄、整体受损率及病害类型等按钮功能,使用户快速直观的得出叶片的病害状况。
[硕士论文] 阚常凯
物流工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:电商物流下的订单数量庞大,产品种类繁多,每个订单的产品数量很少,导致人工工作量大,出现搬运与拣选效率低、出错率高等问题,成为电商物流发展的制约条件。仓储AGV作为一种仓储自动化智能设备,具有灵活性强、搬运效率高、安全性高的特点。为应对快速发展的电商仓储中心出现的拣选效率低、搬运柔性差以及高成本问题。经查阅大量文献资料并对国内外仓储AGV的研究现状进行了综合分析,研究并设计了一种仓储AGV。
  本文通过分析仓储AGV在某电商仓储中心的作业流程以及提出的应用要求,首先进行了仓储中心布局设计与仓储AGV总体方案研究,主要包括行走机构、减振机构、车架结构、举升机构、回转机构五个部分,拟定了各个功能机构的设计方案,并根据基本参数建立了差速转向模型和运动学模型。其次,对关键零部件进行选型与设计,确定了电机、减速器与减振弹簧等主要参数,使其满足设计要求;再次,对仓储AGV建立了仿真模型,并根据设计要求对其进行了凹坑与凸起路面上路运行稳定性分析,验证了仓储AGV方案满足设计要求。再次,对仓储AGV控制系统进行了硬件设计,完成了电源模块、主控模块、电机控制方式的设计,对电机驱动器、传感器进行了选型以及通讯方式的确定,完成了控制系统硬件设计。最后,通过对比现有导航方案,确定适用于该仓储中心的导航方式—QR码导航,建立了仓储AGV观测模型,根据摄像头模型得到了空间一点在世界坐标系下与图像坐标系下之间的转换公式,进而根据实际行进路线设计了合理的定位算法以及航迹推导算法。
  基于单臂式减振机构和空心双头丝杠式举升方式的仓储AGV,具有良好的应用前景。
[博士论文] 董建锋
计算机科学与技术 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:随着互联网、智能移动设备、社交媒体和即时通讯等技术的迅猛发展,人们可以随时随地自行创建和分享各种不同模态的多媒体数据(文字、图像、视频等)。面对大量产生的多媒体数据,如何从中高效、准确地检索到用户所需或感兴趣的多媒体数据是一个具有实际应用价值的问题。其中,跨模态检索允许输入的查询和候选检索对象为不同模态的数据并实现不同模态数据的相互检索,比如以图像搜文本、以文本搜图像等,其灵活多变的检索方式更能满足用户的检索需求,已成为多媒体检索领域的研究热点。对于给定的查询样例,跨模态检索技术根据候选检索对象与查询样例的相关度对候选对象进行排序从而得到最终的检索结果,因此关键在于计算不同模态的多媒体数据间的跨模态相关度。由于不同模态的数据之间呈现出底层特征异构及不可比的特点,称之为异构鸿沟,使得如何计算跨模态相关度成为巨大的挑战。
  针对上述挑战,本文关注文本、图像和视频三种最常见的数据,对基于文本和图像的跨模态检索及基于文本和视频的跨模态检索展开深入的研究。本文从跨模态数据的表达、公共空间选择的角度出发来计算跨模态相关度,提出了一系列跨模态检索模型,并在多个公开数据上进行了丰富的实验验证。此外,本文还系统评测了目前主流的基于文本和图像的跨模态检索模型,揭露了这些模型的优点和局限性,并从相关度融合角度提出了一个模型融合的框架。具体而言,本文的主要创新和工作可以总结为如下几个方面:
  1.现有的跨模态检索模型主要对跨模态数据的整体语义信息进行建模,而在图像分析、单模态图像检索领域中受到广泛关注的显著信息并没有在跨模态检索领域被挖掘。本文对文本、视频这两类数据的显著信息表达进行了挖掘,提出了一种能够同时获取输入数据的整体语义信息和显著信息的特征表达方法。所提出的特征表达方法被分别轻松地应用到基于公共空间学习和基于相似性度量的跨模态检索模型中,表现出很好的通用性。实验结果验证了该方法的有效性,并表明额外挖掘显著信息对跨模态检索的潜力。
  2.基于公共空间学习的主流跨模态检索方法主要依赖将不同模态的数据映射到公共的潜在子空间中,但潜在子空间缺乏实际的物理解释性且需要两次映射才能实现跨模态相关度的计算。本文直接将通过深度卷积神经网络得到的深度视觉特征空间作为公共空间,这样只需简单的单向映射就能实现相关度计算。为此,本文提出了一个可以从文本输入中学习预测深度视觉特征的神经网络模型,使得文本也能在深度视觉空间进行表达从而实现在这个空间中计算跨模态相关度。所提出的模型被应用于与图像和视频相关的跨模态检索中,并在四个公开数据集超过了主流的基于潜在子空间的跨模态模型,实验结果证明选择深度视觉空间作为公共空间进行跨模态检索的可行性和有效性。
  3.虽然有大量的跨模态检索模型相继被提出,但大部分的模型都是在实验的环境下进行评测,其在真实环境下的表现不得而知,这不利于更好的认识模型从而阻碍对模型的改进。本文结合商用搜索引擎的大规模查询日志数据分析对主流的基于文本和图像的跨模态检索模型进行系统地评测,提出了一个基于匹配的基线方法以帮助揭露复杂的先进模型相比于基线模型的性能提升,并进一步对各个模型进行了鲁棒分析和统计显著性检验。本文还通过引入查询的视觉性对文本查询进行自动分类,从而帮助对检索结果进行更细化的分析,认识模型的优点和局限性。
  4.不同特征和不同跨模态检索方法通常有自己独特的机制、优点及局限性,因此不同特征和不同的方法可能存在一定的互补性。本文系统地研究了特征融合、方法融合两种方案的特点和性能,并提出了一个跨模态相关度的融合框架。所提出的融合框架支持对任何跨模态检索方法进行融合,表现出很好的扩展性;实验结果证明,该融合框架不仅能提升跨模态检索的性能,还能提升其鲁棒性。
  5.在跨模态相关度融合框架下构建了一个跨模态图像检索原型系统,并在原型系统上初步实现了本文提出的跨模态检索模型,验证了模型在实际跨模态检索应用中的实用性。
[硕士论文] 薛贝
控制工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:机械臂系统是一个十分复杂的多输入多输出非线性系统,并且具有饱和、时滞和柔性等多种非线性动力学特性.在一些对机械臂控制精度要求较高的场合,需要机械臂的动力学模型,由于外部扰动和测量误差的存在,得到的机械臂模型不是很精确和完整.所以在设计机械臂控制算法时,必须考虑未建模动态,而由于未建模动态产生的不确定性会严重影响系统的动态性能和稳定性,我们可以通过设计算法来消除或抑制未建模动态的影响,保证闭环系统的稳定性.另一方面,为了实现对系统的有效控制,往往需要对系统的输入或输出进行约束,对于机械臂系统,输入和输出都有上下界,一旦系统在运行过程中出现越界情况,那么系统的稳定性很有可能遭到破坏,时滞特性也一直存在于机械臂系统中,对于存在时滞的系统,其稳定性会受到很大的影响.因此本文针对含有未建模动态和输出约束的机械臂系统,考虑时变时滞和执行器动态,利用障碍李亚普诺夫函数设计了自适应神经网络控制策略,并且在Matlab环境下编写了GUI仿真程序,论文主要内容如下:
  第一,针对一类单连杆柔性机械臂系统,考虑未建模动态的影响,利用改进的动态面控制方法设计自适应控制方案;利用径向基函数神经网络(RBF-NNs)逼近系统中的未知非线性连续函数;引入一个动态信号处理未建模动态产生的不确定性;通过理论分析并证明了闭环系统中所有信号是半全局一致终结有界的,最后用Matlab软件搭建机械臂数值仿真模型对所提控制方案的有效性进行验证.
  第二,针对一类具有未建模动态的N连杆柔性机械臂系统,提出了一种自适应神经网络控制方案.考虑执行器动态,用直流电机模拟机械臂输入,引入辅助系统,对电机输入电压进行约束;利用障碍李亚普诺夫函数(BLF)实现输出约束.利用块结构的RBF NNs逼近未知非线性函数;引入动态信号处理未建模动态;通过理论分析并证明了闭环系统中所有信号是半全局一致终结有界的,同时满足输入输出约束的条件;最后利用2自由度(2-DOF)的柔性机械臂进行数值仿真并对所提控制方案的有效性进行验证.
  第三,针对一类具有未建模动态和输出约束的N连杆柔性机械臂系统,考虑关节柔性带来的时滞非线性特性,提出了一种自适应控制方案;构造Lyapunov-Krasovskii泛函,处理时变时滞带来的影响;基于非对称障碍李亚普诺夫函数(ABLF)设计控制器,对机械臂系统进行时变输出约束;通过理论分析并证明了闭环系统中所有信号是半全局一致终结有界的,同时输出满足时变输出约束的条件;最后构造4-DOF的柔性机械臂系统进行仿真,对所提控制方案的有效性进行验证。
[硕士论文] 李忍忍
信号与信息处理 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:无线传感器网络(WSN)技术作为农业环境监测领域的一大研究热点,已经成为转变我国传统农业耕作方式的主要途径。无线传感器网络的运行依赖于大量的无线传感器节点,由于野外节点能量有限且更换极为不便,能量问题已经成为当前制约农业信息监测系统发展和推广的主要难题。
  目前,无线传感器节点主要采用两种方法供电:一种是完全依赖于干电池为节点供电,该方法成本较高,而且浪费大量的人力资源;另一种方法是使用太阳能为节点实时供电,该方法对光照强度依赖性过大,遇到连续的阴雨天气时,节点会因为电压不足而无法稳定工作。
  另外,在现有无线传感器网络的自组网方法中,LEACH算法(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)作为一种低功耗自适应算法,得到了广泛的应用。但是,当某一监测区域内的簇头节点分布不均匀时,大部分的成员节点需提高发送功率才能将数据包传送至簇头,这对网络的能耗是极大的浪费。
  基于无线传感器网络技术,本文从改进节点的供电模式和优化路由传输算法两方面进行研究,解决了野外农田信息监测中的能量受限问题,设计并实现了一种可自供电的农业信息监测系统。
  主要研究工作如下:
  (1)基于野外农田信息监测的应用背景,提出系统的总体设计方案,并对其中无线传感器节点的自供电方式和无线传感器网络的自组网方法进行研究。
  (2)基于无线传感器节点的太阳能供电,设计了一种双电池自供电机制。通过比较电路判断两块锂电池电压值的高低,当光照充足时,太阳能电池模块为电压值较低的锂电池充电;光照不足时,供电电池自动切换,由电压值较高的电池完成供电任务。然后,基于CC2530无线单片机,完成无线传感器节点的软硬件设计。最后,通过多次实验,测试了节点工作的连续性和稳定性。
  (3)提出了MEEMLC-LEACH(More Energy-Efficient Multi-Levels Clustering LEACH)优化路由算法。该算法采用三级分簇的方式,并将能量因素纳入了选举簇头节点的计算公式T(n)中,缩短了成员节点与簇头、簇头节点与BS之间数据传输的距离。然后,在初始状态完全相同的情况下,通过计算每一帧的总能耗,得出MEEMLC-LEACH算法的网络生存时间约为LEACH算法的1.4倍。最后,利用MATLAB对优化算法进行仿真实验,分别采用直接传输(Direct)、LEACH和MEEMLC-LEACH三种路由方法,通过模拟网络中存活的节点数和网络的总能耗随着帧数增加(时间)的变化情况,直观展示优化算法在均衡能耗、延长网络生存时间方面的优越性。
  (4)基于C/S架构,搭建农业信息监测平台,设计了监测数据的存储、推送、汇总、实时显示、历史数据查询等功能。
  经过测试,该系统可以实现对监测区域二氧化碳浓度、PM2.5浓度等环境信息的实时监测,节点采集、网络传输和上位机显示等功能运行良好。系统能够实现自供电、自组网,工作的连续性、准确性和稳定性良好。配置不同的传感器,可以实现农业信息的实时监测。
[硕士论文] 王剑英
电力电子与电力传动 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:针对目前采用通信技术对异步电动机状态进行监测及故障诊断过程中,常需要加大信息采集量来确保诊断结果的可靠性,造成需要处理的数据量大,导致数据存储占用空间多、传输带宽大的问题。由于考虑到在故障诊断系统中正常信号并不具有分析的意义,所以将故障特征信号单独进行传输和处理可以节省出更多时间与空间。因此,本文提出将不相关流形的连续投影(Successive Projections onto INcoherent manifolds,SPIN)算法应用到异步电机转子断条故障诊断时提取故障特征的过程中,运用电机电流信号分析(Motor Current Signal Analysis,MCSA)方法对异步电机定子电流信号进行分析,将其建模为故障分量与正常分量信号的总和,对原始信号进行迭代投影重构,将分量信号分别恢复出来,进而达到提取故障特征信号的目的。根据所得故障特征信号诊断故障部分则使用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)来实现。
  首先,研究压缩感知基本理论框架,并在其基础上对SPIN算法的基本原理及其推导过程进行详细阐述,根据MCSA方法对异步电动机故障运行时的定子电流进行数学建模,分析其正常频率与故障频率之间的相关性,并将其按照SPIN算法所述要求进行可行性证明与测量矩阵的设计。
  其次,分析异步电动机转子断条故障机理,利用MATLAB/SIMULINK搭建异步电动机转子断条故障的仿真模型,为后续进展提供所需数据。通过仿真获得异步电动机正常运行和转子断条故障运行时的定子电流信号以及相应的转速,并将定子电流时域信号利用FFT转换至频域。
  然后,通过MATLAB编写SPIN算法相关程序实现异步电动机转子断条故障运行时定子电流信号中正常信号分量与故障分量的分离重构。实验表明,采用SPIN算法可以从M/N=1.3%的低采样率中完全重构出分量,成功地将故障分量分离出来,使故障检测系统需要处理的数据进一步减少,大幅度地提高了系统运行的效率。
  最后,将SVM应用于异步电机转子断条故障诊断系统中,对经过压缩感知采样的故障特征信号进行识别得到故障诊断结果。使用仿真模型获得不同参数故障的训练样本,然后根据异步电机转子断条的特征提取特征量,进行测试后,其诊断效果可满足实际应用。
[硕士论文] 陆畅
控制工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步电机)具有体积小、高转矩惯量比、损耗低以及快速动态响应性能,在军事和民用领域,尤其是新能源汽车与风力发电领域得到普遍的应用。MC(Matrix Converter,矩阵变换器)是近年来发展起来的一种AC-AC变换拓扑,因其具有结构简单,输入PF(Power Factor,功率因数)可调、输入电流和输出电压为正弦波以及谐波污染小等特点,在电机驱动、移动电源和发电系统等领域广泛应用,受到了国内外众多学者的关注。
  由于PMSM是一个较为复杂的非线性系统,本文采用间接方式对MC驱动PMSM的MPTC(Model Predictive Torque Control,模型预测转矩控制)系统进行分析研究。区别于传统的控制策略,提出一种将MC等效为虚拟DC-AC变换器和虚拟AC-DC变换器两种拓扑结构组合的方案,提出MPTC对虚拟DC-AC变换器进行电压矢量选择以解决转矩脉动和磁链脉动大的问题,利用滞环比较器对虚拟AC-DC变换器进行电流矢量选择,进而达到输入侧PF为1的目的。通过电压矢量和电流矢量的不同组合使得MC处于不同的开关状态,以此实现对PMSM系统的控制。
  主要研究内容分为以下几个方面:
  (1)分析MC的基本结构、开关状态选择原理,提出将MC等效为虚拟AC-DC-AC变换器的调制策略。同时,研究PMSM的三种坐标变换,并选取了合适的数学模型。
  (2)为减小转矩和磁链脉动对PMSM系统的影响,本文引入MPTC策略。提出MPTC对虚拟DC-AC变换器进行电压矢量选择,而虚拟AC-DC变换器的电流矢量选择由滞环比较器选取,以此为基础设计不同控制效果下的MC开关状态表。
  (3)针对PI调速器在系统负载转矩和给定转速发生变化时控制效果不佳的问题,利用扩张状态观测器和非线性状态误差反馈设计了ADRC(Active Disturbance RejectionControl,自抗扰控制)速度调节器,在负载转矩和给定转速变化的情况下对其跟踪效果进行研究。
  本文设计的PMSM控制系统能够有效减小磁链和转矩脉动,提高系统输入侧PF,使其有更好的动态响应性能。将ADRC速度调节器应用到系统中,可进一步调高系统抗负载转矩和给定转速变化的能力。最后,通过仿真实验对结果分析,验证方法的有效性。
[硕士论文] 陈辅斌
机械制造及其自动化 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着先进制造技术、先进管理模式以及信息化的快速发展,市场需求逐渐由单一化向多元化转变,个性化、定制化产品成为制造业企业的发展趋势。制造企业面临着资源多样化、信息共享化、竞争全球化以及新技术变革的制造环境,即是挑战又是机遇。如何更好地将制造系统内的柔性资源进行科学的配置调度是制造企业发展的核心环节。然而,随着制造系统复杂性的增加和柔性资源数量的增加,优化调度的复杂性和难度也急剧增加,因此,该问题的研究即有实践价值,也具有理论意义。
  研究制造系统在确定环境下柔性加工车间的调度问题(Flexible Job-Shop SchedulingProblem,FJSP)是本文的焦点,以柔性作业车间调度的单目标优化为起点,用改进的遗传算法以工件最大完工时间为目标进行优化。遗传算法作为一个功能强大且经常使用的演化策略,全局搜索能力强,然而,该算法局部搜索能力较弱,导致可行解在全局搜索之前陷入局部最优的可能。为了克服这个缺点,采用禁忌搜索算法引导局部搜索过程,该混合算法能够使搜索空间充分多样化。具体过程中,用分段式集成编码以及基于插入式贪婪算法解码,以染色体结构为基础提出了有效遗传算子。通过对基准问题的计算测试,所提出的算法在解的质量及效率方面取得显著的提高。
  根据现实制造系统中调度所关注的热点问题,除了机器负载、总拖期时间以及常见的完工时间以外,引入动态费率和静态费率,重新建立了多目标柔性作业车间调度模型,该模型充分考虑了生产成本与运行成本,更加符合柔性作业车间调度处理。针对NSGA-Ⅱ算法在求解FJSP局部收敛的缺陷,利用免疫和熵原理改进选择策略,引入分布函数改进精英保留策略,更好地维持种群的多样性,成功地避免算法早熟和局部收敛的问题。通过基准问题的测试计算及实例仿真,本文所构建的多目标柔性作业车间模型及其改进算法是可行及有效的。
  最后,结合制造企业面临的低碳、节能问题,以总延期时间和总碳足迹最小化为目标,建立低碳排放约束的柔性作业车间调度模型。通过运用本文提出的NSGA-Ⅱ算法获得了满意的帕累托最优解集。鉴于碳足迹优化方法的新颖性,采用MOGA和SPEA2算法作为对比算法,通过算例以及多项评价标准的比较,验证了碳足迹车间调度优化方法以及NSGA-Ⅱ算法的可行性及有效性。
[硕士论文] 许淄豪
控制理论与控制工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:目前,由于中风、脊髓损伤和脑损伤等疾病的高发病率和致残率而导致肢体瘫痪患者数量庞大,受到社会的广泛关注。由于肢体瘫痪患者的本质是中枢神经系统存在损伤,运动康复成为患者中枢神经的重组和代偿的主要形式。
  针对上述情况,使用机器人辅助康复训练能够提高康复效率,降低康复训练师劳动强度,更大程度帮助患者进行中枢神经系统重组和代偿,并且能够提供多种形式的康复训练模式,从而提高康复效果,可以广泛应用于临床康复。然而,现有的康复机器人系统存在很多缺点,临床效果有待进一步验证。本文针对下肢康复机器人系统展开研究,分析现有康复机器人不足,重点研究下面两个问题:第一是患者主动运动意图识别;第二是人机交互方法。前者是基于传感器进行患者主动运动意图识别,从而实现患者主动参与康复训练;后者是基于虚拟现实场景,提高患者主动参与康复训练积极性,提高康复训练效果。本文的主要研究内容和创新点:
  (1)下肢康复机器人动力学模型。在高耦合和强非线性限制条件下,提出基于虚功原理和拉格朗日法建立下肢动力学模型,并对模型参数进行辨识,进而估计出康复训练中下肢关节扭矩和关节拉压力。
  (2)患者主动运动意图辨识及交互控制策略。基于动力学模型辨识出患者主动运动意图,并且根据患者能力提出模糊变阻抗的交互控制策略,实现机器人系统的主动柔顺控制,保证患者康复训练的安全。最后通过健康人人体实验验证了方法有效性。
  (3)基于虚拟现实场景的人机交互设计。为了提高患者主动参与康复训练的意识与积极性,本文设计了基于虚拟现实技术的场景重构康复训练场景,主要游戏场景——体育场,包括游戏有步行竞速游戏,自行车竞速游戏等。
  根据本文的主要研究对象结合临床康复医学知识,提出基于虚拟现实技术的康复机器人的人机交互策略。根据康复机器人和人体的动力学模型,提出主动控制策略和人机交互方法并进行相应实验进行验证。
[硕士论文] 马长立
电气工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:变电站作为电力系统的一个重要环节,是接收和分配电能的场所。目前,由于集成了现代微电子处理、自动控制等科学技术,变电站主设备综合自动化水平越来越高,国内变电站正逐步实现无人值守。但是,对于变电站的辅助设备而言,自动化、智能化水平相对较低,仍存在监控中心无法对变电站辅助设备进行实时监控、辅助设备运行状况未进行统一的管理及记录等问题。制约着变电站自动化水平的提升,影响着各项先进生产管理制度的执行。因此,研发变电站辅助设备智能监控系统具有重要的现实意义。
  本课题通过了解在线监控领域的研究现状,针对目前变电站运行中存在的不足,设计了相应的变电站辅助设备智能监控系统。该系统利用物联网的技术手段,构建合理的监控网络,系统由上位机和下位机两部分构成。上位机分为本地监控端和远程监控端两部分,使用Visual Studio2013开发环境自主设计监控软件;下位机承担数据的采集、控制指令的执行等任务,选取合理的通讯方式,并分别进行了各智能装置的硬件设计和调试、微处理器的编程,各智能装置之间通过数据应答和重发机制保证了数据可靠的无线传输。
  系统设计完成后,首先在实验室环境下制作了变电站辅助设备模型,对整个系统进行调试,实现了对模型内照明设备、门禁设备的多方式控制以及温湿度节点信息的实时采集功能。最后,对选取的两种不同的通讯方式进行了测试比较。结果表明两种通讯方式皆能满足在变电站特殊环境下的无线传输信息,但是当加入较多具备无线通讯能力的辅助设备时,由于以RF射频通讯方式组建的监控系统中可容纳的节点数目较少,数据传输丢包误包现象严重;而以ZigBee通讯方式组建的监控系统可容纳节点较多,因此,更能满足此变电站辅助设备监控系统的要求,在多节点大数据量的情况下依然能保持较高的控制成功率。最后,系统还实现了人员信息和权限管理、设备状态记录、温湿度历史数据记录及曲线生成、故障报警等功能。经现场应用试验可知,设计的智能监控系统运行稳定,可实现实时监控,达到了预期的设计目标。
[硕士论文] 韩乐乐
检测技术与自动化装置 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:近些年,随着机器人技术的快速发展,移动机器人在日常的生活中扮演着极为重要的角色,尤其在智能交通、军事安全、智慧医疗等领域有着极为广阔的应用。目前,静态背景下的运动目标检测与跟踪技术已经日益成熟;但是动态背景下的运动目标检测与跟踪算法却发展的相对缓慢,因此研究移动机器人视觉系统中的运动目标检测与跟踪算法具有极为重要的意义。
  论文研究了运动目标检测与跟踪技术的国内外研究现状,具体分析了动态背景下的运动目标检测与跟踪方法,选择基于运动补偿的检测算法与基于分类器的跟踪算法,主要完成以下工作:
  首先,论文研究了基于运动补偿的检测算法的具体步骤。为了提高运动参数估计的准确性,选择一种改进BRISK特征匹配的运动补偿算法。采用高斯滤波对图像进行处理,去除图像中的噪声点;将图像分块,利用图像熵对图像块筛选,去除图像中角点过于密集的子块,对筛选后的图像块进行BRISK特征提取;针对特征匹配中出现误匹配的问题,采用k近邻与欧氏距离进行特征匹配;为了进一步提高参数估计的准确性,利用改进PROSAC法进行特征点提纯,结合六参数仿射模型完成背景运动补偿,采用帧差法与形态学处理提取运动目标。
  其次,利用改进KCF的分类器的跟踪算法进行目标跟踪。采用HOG算法提取目标特征,并利用循环矩阵获取一系列的正负样本;根据采样的正负样本进行岭回归分类器训练,并通过跟踪到的目标更新分类器;针对KCF跟踪算法容易出现跟踪失败,采用BRISK特征匹配进行跟踪失败判断,并利用模板匹配法重新检测目标,采用检测后的目标重新训练KCF分类器,继续跟踪过程。
  最后,论文在vs2015平台和opencv计算机视觉库对改进算法进行仿真实验,采用多组动态背景下的视频序列进行测试。实验表明,改进BRISK特征的运动补偿算法提高了运动参数的精度,适合动态背景下的视频序列;改进KCF跟踪算法能够适应不断变化的视频背景,具有较好的实时性与鲁棒性。
[硕士论文] 李博
控制理论与控制工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:APF(Active Power Filter,有源电力滤波器)是一种抑制谐波和补偿无功的新型电力电子装置,它可对大小和频率都变化的谐波和无功进行补偿。SHAPF(Shunt HybridActive Power Filter,混合型并联有源电力滤波器)是一种APF的拓扑结构,它将APF与PPF(Passive Power Filter,无源电力滤波器)混合串联使用,由PPF补偿特定次含量较高的谐波,APF则起查缺补漏的作用,补偿其他次谐波,从而更好地抵消谐波和补偿无功功率,SHAPF还可以应用于更大功率的场合,节约装置的成本,这将对净化电网质量有着重要的工程实际价值。
  SHAPF在三相abc静止坐标系下的三相电流之间的强耦合,高度非线性关系使得实际补偿信号与指令信号产生巨大误差,严重影响SHAPF的补偿精度,同时SHAPF的非线性关系将使控制器的设计变得十分困难,因此研究SHAPF的线性化解耦对改善电能质量着重要的理论意义。目前常见的SHAPF解耦方法是微分几何法解耦,但该方法要求反馈精确抵消全部非线性变量以达到解耦,这在理论上可行,但在复杂多变的实际应用中很难实现。
  针对上述问题,本文通过解析法推导模型已知的SHAPF的广义逆系统并用智能算法对模型未知的SHAPF的广义逆系统进行辨识建模,从而实现对SHAPF的精确解耦。首先对SHAPF系统进行可逆性分析,进而推导SHAPF的广义逆系统的解析表达式,将广义逆系统与原系统串联组成一个伪线性复合系统,从而实现对SHAPF的线性化解耦;通过广义逆解耦方法和传统的逆解耦方法及前馈解耦法进行比较说明其效果的优越性;其次针对实际工况复杂,无法精确建模的SHAPF模型引入LS-SVM(Least SquaresSupport Vector Machines,最小二乘支持向量机)对SHAPF广义逆系统模型进行离线辨识建模,将辨识后的广义逆系统与原系统串联利用非解析的方法实现SHAPF的线性化解耦,仿真实验表明LS-SVM广义逆系统辨识的精度比LS-SVM逆系统辨识的精度更高,且构成的复合系统有着更好的跟踪性能;最后引入内模控制器(Internal ModelController,IMC)对SHAPF的解耦子系统进行控制,使得子系统由开环不可控变为闭环可控,分别对内模控制器的逆控制器和内部模型用LS-SVM法进行辨识,然后引入滤波器增加内模控制器的辨识精度,理论分析与仿真实验表明加入滤波器的内模控制器比不加滤波器的PI控制器有着更好地鲁棒稳定性。
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