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STATE SPACE METHODS FOR DECENTRALIZED H_∞ CONTROL
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作者 Wu Min Gut Weihua Chen Ning(Department of Automatic Control Engineering, Central South University of Technology, Changsha, 410083, China) 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 1994年第1期91-96,共6页
This paper presents state space methods for decentralized Hoe control, which contain two respects: a parametrization approach and an iterative algorithm. For large scale systems with N subsystems, decentralized Hoe c... This paper presents state space methods for decentralized Hoe control, which contain two respects: a parametrization approach and an iterative algorithm. For large scale systems with N subsystems, decentralized Hoe con trollers can be derived by a parametrization result for centralized Her: controllers and designed by an iterative algorithm with structured constraint to the controllers. 展开更多
关键词 DECENTRALIZED CONTROL state space method H_∞ CONTROL
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基于state-space-split法的滞回非线性系统随机动力响应分析 被引量:1
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作者 徐严钢 朱海涛 +1 位作者 柳国环 刘治国 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-7,共7页
采用SSS(state-space-split)法,建立了引入Bouc-Wen滞回模型的杜芬非线性系统在高斯白噪声激励下的概率密度函数(PDF)的近似求解方法,分析了其随机动力响应变化规律。首先,将Bouc-Wen滞回模型引入杜芬非线性系统,分别考虑非线性系统中... 采用SSS(state-space-split)法,建立了引入Bouc-Wen滞回模型的杜芬非线性系统在高斯白噪声激励下的概率密度函数(PDF)的近似求解方法,分析了其随机动力响应变化规律。首先,将Bouc-Wen滞回模型引入杜芬非线性系统,分别考虑非线性系统中的几何非线性和材料非线性对动力响应的影响。随后,对该模型进行了等效线性化(EQL)处理,基于等效线性化法结果,介绍了SSS法的简化方法和计算原理,并通过该方法求解了三维FPK方程的近似联合概率密度函数。最后,将该方法应用于三个案例和一个工程实例,通过求解其概率密度函数分布及动力可靠度验证了提出方法的适用性、可行性和优越性。 展开更多
关键词 state-space-split法 非线性系统 高斯白噪声 概率密度函数 随机振动
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MLP training in a self-organizing state space model using unscented Kalman particle filter 被引量:3
3
作者 Yanhui Xi Hui Peng 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2013年第1期141-146,共6页
Many Bayesian learning approaches to the multi-layer perceptron (MLP) parameter optimization have been proposed such as the extended Kalman filter (EKF). This paper uses the unscented Kalman particle filter (UPF... Many Bayesian learning approaches to the multi-layer perceptron (MLP) parameter optimization have been proposed such as the extended Kalman filter (EKF). This paper uses the unscented Kalman particle filter (UPF) to train the MLP in a self- organizing state space (SOSS) model. This involves forming augmented state vectors consisting of all parameters (the weights of the MLP) and outputs. The UPF is used to sequentially update the true system states and high dimensional parameters that are inherent to the SOSS moder for the MLP simultaneously. Simulation results show that the new method performs better than traditional optimization methods. 展开更多
关键词 multi-layer perceptron (MLP) Bayesian method self-organizing state space (SOSS) unscented Kalman particle filter(UPF).
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基于乘客行为偏好的地铁站商业空间设计策略研究
4
作者 陈剑飞 金小乐 史小蕾 《现代城市研究》 北大核心 2025年第1期72-77,共6页
地铁站商业空间要素对乘客的行为偏好有重要影响。文章以北京地铁站商业空间为例,结合文献提取空间要素,运用可视化SP法调查乘客对地铁站商业空间的选择行为,基于选择结果构建离散选择模型,量化研究乘客对于商业空间的偏好机制,探究空... 地铁站商业空间要素对乘客的行为偏好有重要影响。文章以北京地铁站商业空间为例,结合文献提取空间要素,运用可视化SP法调查乘客对地铁站商业空间的选择行为,基于选择结果构建离散选择模型,量化研究乘客对于商业空间的偏好机制,探究空间要素的影响程度。结果表明,乘客在选择地铁站内的商业空间时,最优先考虑的是业态类型,其次是布置方式、空间布局、空间尺度、界面形态。文章根据行为偏好为商业空间设计提出人性化策略。 展开更多
关键词 地铁站商业空间 SP法 行为偏好 离散选择模型
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基于状态空间离散的非线性动力系统全局分析方法进展:从模型驱动到数据驱动
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作者 李自刚 洪灵 江俊 《力学进展》 北大核心 2025年第3期455-496,共42页
非线性动力系统的一切响应行为均受制于其内在的全局结构,诸如多稳吸引子及其影响域的形貌和空间分布,不稳定不变集和不变流形等.因而,在指定状态空间内开展全局分析,不仅可以获得认识和预测系统响应的全部信息,还能深刻揭示诱发系统复... 非线性动力系统的一切响应行为均受制于其内在的全局结构,诸如多稳吸引子及其影响域的形貌和空间分布,不稳定不变集和不变流形等.因而,在指定状态空间内开展全局分析,不仅可以获得认识和预测系统响应的全部信息,还能深刻揭示诱发系统复杂分岔、激变或边界蜕变等众多动力学现象的内在机制.目前,数值方法仍是非线性动力系统全局分析的最有效手段.相较于点尺度的数值积分方法或点映射法,基于状态空间离散思想的方法(如:胞映射方法等),其采用子集覆盖来逼近系统的不变集,一方面可以高效刻画系统的全局结构形貌,另一方面可以实现对相邻轨道动态特征的集合表征.胞映射方法经历40余年的发展,其功能不断增强,计算效率和精度已显著提升,应用场景也逐渐拓宽.本文第2节从当前的视角对状态空间离散方式进行简要归类,以便于读者更好地了解在全局分析实施过程中该框架体系的本质及优势.第3节着重介绍近些年提出的一系列状态空间离散方法,展示在非线性系统全局结构的高效刻画和内在特征的数据表征两方面已取得的最新进展,突出全局分析从模型驱动向数据驱动的思维模式转变.第4节总结意义和价值,并就如何在状态空间离散框架下进一步泛化全局分析的概念,以及应对未来发展和应用需求可能面临的问题和可以拓展的方向提出见解. 展开更多
关键词 状态空间离散 全局分析 胞映射方法 模型驱动 数据驱动
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考虑接头非线性转动效应的盾构隧道纵向变形简化解
6
作者 张志伟 郑刚 +4 位作者 程雪松 梁荣柱 杨海滨 赵静 仲志武 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第8期1583-1594,共12页
纵向轴力和接头螺栓屈服会引起外荷载作用下盾构隧道环间接头转动刚度的显著非线性变化,现有盾构隧道纵向变形计算方法多是将隧道简化为具有恒定抗弯刚度的等效连续长梁,难以反映环间接头的非线性转动效应。首先,考虑盾构隧道横向性能... 纵向轴力和接头螺栓屈服会引起外荷载作用下盾构隧道环间接头转动刚度的显著非线性变化,现有盾构隧道纵向变形计算方法多是将隧道简化为具有恒定抗弯刚度的等效连续长梁,难以反映环间接头的非线性转动效应。首先,考虑盾构隧道横向性能和环间螺栓弹塑性行为,基于严格的隧道横断面椭圆参数方程推导其环缝分别处于弱拉弯、纯弯和压弯状态下的环间接头转动刚度计算公式;其次将盾构隧道沿纵向简化为一系列由非线性转动弹簧和线性剪切弹簧连接而成的Timoshenko短梁,同时采用沿隧道外壁均匀分布的法向和切向Winkler地基弹簧模拟土-隧道相互作用;然后借助状态空间法推导外荷载作用下盾构隧道纵向不连续位移解答,并提出轴向压力作用下隧道纵向变形迭代求解流程;最后通过对比已有理论方法和某基坑开挖引发下方盾构隧道纵向变形工程的实测结果验证所提方法的合理性,并基于某地表堆载诱发盾构隧道纵向变形的工程案例研究纵向轴力和横向刚度对隧道纵向变形的影响。研究结果表明:盾构隧道环间螺栓屈服会显著增大接头张开量和环缝的受拉面积;轴向压力的施加能够显著降低隧道因基坑卸荷引发的纵向位移、接头张开和环间错台变形。参数分析表明:随着纵向轴力由拉力增加为压力,既有隧道最大纵向位移和最大截面转角均逐渐减小,且减小速率先增大后减小,而最大接头张开量近似线性减小;既有隧道横向刚度的降低会导致其纵向位移和接头张开量的显著增加以及环间错台量的略微减小。 展开更多
关键词 盾构隧道 环间接头 非线性转动效应 纵向梁-弹簧模型 状态空间法
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面向效率提升的状态空间-节点混合暂态仿真研究
7
作者 吴小珊 苏寅生 +3 位作者 周保荣 赵利刚 马骞 姚海成 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第1期92-100,共9页
为应对新型电力系统电磁暂态仿真效率和求解精度的双重压力,本文研究了基于状态空间-节点混合框架的效率提升算法。首先,在EMTP程序中,基于状态空间节点(state-space nodal,SSN)法设计含开关时变网络的混合仿真算法,通过数值方法的转换... 为应对新型电力系统电磁暂态仿真效率和求解精度的双重压力,本文研究了基于状态空间-节点混合框架的效率提升算法。首先,在EMTP程序中,基于状态空间节点(state-space nodal,SSN)法设计含开关时变网络的混合仿真算法,通过数值方法的转换阻尼数值振荡,实现EMTP程序的功能扩展。然后,提出基于多区戴维南等值法的混合框架接口仿真算法,各子系统依电路特性自由选择框架并以对等形式联合计算。最后,通过性能测试验证了SSN法在含多开关复杂系统中效率提升效果更加明显。 展开更多
关键词 状态空间-节点分析混合框架 电磁暂态仿真 多区戴维南等值法 状态空间节点法 仿真效率提升
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一般边界条件下层合圆柱壳轴对称弯曲的精确解
8
作者 胡文锋 冯金胜 +3 位作者 孟侨 师雷 朱军 曹正文 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第7期867-881,共15页
复合材料层合圆柱壳因其材料与结构的优异特性,在化工、海洋和航空航天工程等领域中得到了广泛使用,该结构承载时在层间和边界附近的局部力学响应较为复杂,并会影响整体结构的工作性能.状态空间法是求解层合结构精确解的一种有效方法,... 复合材料层合圆柱壳因其材料与结构的优异特性,在化工、海洋和航空航天工程等领域中得到了广泛使用,该结构承载时在层间和边界附近的局部力学响应较为复杂,并会影响整体结构的工作性能.状态空间法是求解层合结构精确解的一种有效方法,在处理非简支边界条件时通常需要借助数值方法.该文基于层合圆柱壳的状态空间框架,将非简支端的边界位移函数也作为状态变量引入状态方程,建立了严格满足边界条件的齐次状态方程;然后,利用层合渐近技术将状态矩阵的系数常数化,得到了任意子层的状态传递关系,结合层间的连续性条件推出了层合圆柱壳的状态传递关系;最后,通过Fourier级数引入内外表面的载荷条件,得到了结构轴对称弯曲问题的精确解.算例表明,所得解与有限元解吻合得很好,能够给出层合圆柱壳应力和位移沿轴向和径向的精确分布规律.然后,分析了不同边界条件和铺层形式对静力响应的影响.另外,通过固支端与自由端及其附近的位移与应力分布规律说明了两种约束产生的端部效应. 展开更多
关键词 一般边界条件 轴对称弯曲 状态空间法 边界位移函数 层合圆柱壳
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基于先验路径选择的安全协议形式化分析优化方法
9
作者 蔡光英 蔡柳佳 +2 位作者 陆思奇 王永娟 王向宇 《信息安全研究》 北大核心 2025年第8期727-735,共9页
形式化分析技术能够检测出安全协议存在的安全漏洞,但是对一些复杂的安全协议进行分析时,往往会出现状态空间爆炸问题导致分析无法终止.无用节点过多使得协议状态数量剧增是导致状态空间爆炸的根本,针对这一问题提出了先验路径选择法,... 形式化分析技术能够检测出安全协议存在的安全漏洞,但是对一些复杂的安全协议进行分析时,往往会出现状态空间爆炸问题导致分析无法终止.无用节点过多使得协议状态数量剧增是导致状态空间爆炸的根本,针对这一问题提出了先验路径选择法,利用已搜索的路径节点指导后续节点的选择,减少协议状态数量,有效规避了状态空间爆炸并提高了效率.进一步通过Tamarin模型检测工具的Oracle接口,将这种方法应用于安全协议的分析,并针对5个协议8个引理开展了对比实验.实验结果表明,先验路径选择法对于常规路径搜索无效的协议,成功给出了分析结果,缓解了状态空间爆炸问题. 展开更多
关键词 先验路径选择法 状态空间爆炸 形式化分析 模型检测 TAMARIN
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模型信息联合校正型自抗扰控制策略 被引量:5
10
作者 马幼捷 袁业沧 +3 位作者 周雪松 徐晓宁 丰美丽 问虎龙 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期389-398,共10页
为解决微电网受到不确定扰动时,会对直-直变换器输出的电能质量产生严重影响的问题,该文提出一种模型信息联合校正型自抗扰控制技术(ADRC-MIR)。在该控制策略中,首先借助串联超前校正的思想,以比例微分校正环节对线性扩张状态观测器的... 为解决微电网受到不确定扰动时,会对直-直变换器输出的电能质量产生严重影响的问题,该文提出一种模型信息联合校正型自抗扰控制技术(ADRC-MIR)。在该控制策略中,首先借助串联超前校正的思想,以比例微分校正环节对线性扩张状态观测器的扰动观测传递函数进行修正,使其可实现对总和扰动更精确的跟踪;然后,根据状态空间平均法从被控系统中提取部分模型信息,将其写入修正后的线性扩张状态观测器的系数矩阵并最终构建出ADRC-MIR;随后基于理论推导,给出改进控制器的参数整定公式及其物理意义,并从噪声抑制、扰动抑制及其频域特性等方面指出改进后的控制器可提升控制品质的原因。最后通过对比不同工况下的数值仿真验证所提控制策略的可行性与正确性。 展开更多
关键词 微电网 自抗扰控制 频域分析 比例微分校正 状态空间平均法 模型信息
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海上风电场经柔直送出系统的虚拟导纳中频振荡抑制策略 被引量:10
11
作者 聂永辉 张瑞东 +1 位作者 周勤勇 高磊 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期36-45,共10页
随着柔性直流输电技术在远海风电的广泛应用,海上换流站接入远海风电场时出现了中频振荡现象,严重危害系统安全稳定运行。为此,提出了一种基于虚拟导纳的中频振荡抑制策略。首先,采用模块化状态空间法建立了海上风电场经柔直送出系统的... 随着柔性直流输电技术在远海风电的广泛应用,海上换流站接入远海风电场时出现了中频振荡现象,严重危害系统安全稳定运行。为此,提出了一种基于虚拟导纳的中频振荡抑制策略。首先,采用模块化状态空间法建立了海上风电场经柔直送出系统的小信号模型。然后,采用参与因子分析方法揭示了影响中频振荡的关键因素,并分析了各关键因素对中频振荡的影响特性。在此基础上,提出在柔直控制系统中添加虚拟导纳的阻尼控制策略,并基于阻尼控制器对中频、LCL振荡的差异影响划分了控制器参数的稳定域。最后,在Matlab/Simulink中搭建时域仿真模型。结果表明,所提策略在系统不同运行工况下均可有效抑制中频振荡,提高了系统稳定性。 展开更多
关键词 海上风电场 柔性直流 中频振荡 模块化状态空间法 虚拟导纳
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基于R-L分数阶定义的PCCM Boost变换器建模与分析 被引量:2
12
作者 王仁明 李啸 张赟宁 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期19-26,共8页
研究了基于R-L分数阶定义的电感电流伪连续PCCM(pseudo-continuous conduction mode)Boost变换器模型,并由此导出了变换器的状态平均模型,然后推导出升压比,直流静态工作点,电感电流波纹以及输出电压波纹的表达式。结果表明,与基于Caput... 研究了基于R-L分数阶定义的电感电流伪连续PCCM(pseudo-continuous conduction mode)Boost变换器模型,并由此导出了变换器的状态平均模型,然后推导出升压比,直流静态工作点,电感电流波纹以及输出电压波纹的表达式。结果表明,与基于Caputo分数阶定义下的变换器模型相应表达式比较,R-L分数阶定义下的直流静态工作点和升压比不仅与占空比相关,而且还与电感和电容的阶数有关,输出电压波纹的表达式不仅与分数阶电感的阶数α有关,与分数阶电容的阶数β也相关。电感和电容的阶数对状态变量的直流分量和分数阶PCCM Boost的稳态特性有很大影响。最后,在MATLAB/SIMULINK中搭建了R-L分数阶PCCM Boost变换器数学模型和电路模型,仿真结果显示R-L分数阶PCCM Boost变换器模型的分析结果比其他PCCM Boost模型的分析结果更加稳定,误差更小。 展开更多
关键词 BOOST变换器 分数阶模型 电感电流伪连续模式 状态空间平均法
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模态测试不确定性影响因素分析及传感器布置应用
13
作者 王志宇 陈华钊 +2 位作者 施袁锋 张惊朝 戴靠山 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期62-71,共10页
模态测试结果的准确性会受测试数据采集、数据处理、建模假设和参数估计等不确定性因素的影响.为研究模态测试中模态参数的不确定性水平及不同影响因素对其的影响规律,本文采用状态空间模型和费希尔信息矩阵的快速模态参数不确定性分析... 模态测试结果的准确性会受测试数据采集、数据处理、建模假设和参数估计等不确定性因素的影响.为研究模态测试中模态参数的不确定性水平及不同影响因素对其的影响规律,本文采用状态空间模型和费希尔信息矩阵的快速模态参数不确定性分析方法,探讨包括振动信号的采样时长、采样频率、采样信噪比和结构的阻尼比等多种因素对模态参数不确定性水平的影响,同时提出利用模态参数不确定性水平来优化传感器布置策略的实用性建议.结果表明:模态参数的不确定性水平随采样时长、采样频率、信噪比和传感器数量的增加而降低,随结构阻尼比的增大而升高;对于均匀分布结构,多数传感器布置在结构顶部和中上部,少数布置在中下部时,模态参数的整体不确定性水平较低,是一种相对较优的传感器布置方案. 展开更多
关键词 模态测试 不确定性分析 费希尔信息矩阵 状态空间方法
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高压直流输电系统可靠性分析方法综述 被引量:17
14
作者 李康 黄萌 +1 位作者 查晓明 陈蓉珺 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期174-187,共14页
高压直流输电系统因具有输送容量大、能耗低且能实现电力系统非同步互联等优势而得到广泛应用,其可靠性分析可为系统提供重要的运维及决策依据。因此,围绕现阶段国内外高压直流输电系统可靠性分析方法进行了归纳总结。首先阐述了传统直... 高压直流输电系统因具有输送容量大、能耗低且能实现电力系统非同步互联等优势而得到广泛应用,其可靠性分析可为系统提供重要的运维及决策依据。因此,围绕现阶段国内外高压直流输电系统可靠性分析方法进行了归纳总结。首先阐述了传统直流输电、柔性直流输电系统的组成差异,并对输电系统常用的可靠性指标作了相应归纳。其次,从统计法、手册法、状态空间法及其他方法等层面出发,分别对高压直流输电系统可靠性建模的基本原理及研究现状进行了分析,对各类方法的优缺点进行了对比,并探讨了柔性直流输电系统在可靠性分析方面存在的新挑战。最后,针对当前研究中存在的不足,对高压直流输电系统可靠性分析方法进行讨论与展望。 展开更多
关键词 传统直流输电 柔性直流输电 可靠性分析 统计法 手册法 状态空间法
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粮食补贴政策的运行机制与改革逻辑——基于不确定性状态依存方法的解释 被引量:7
15
作者 钱煜昊 钟钰 钱龙 《西北农林科技大学学报(社会科学版)》 CSSCI 北大核心 2024年第2期24-34,共11页
从种粮主体视角出发,引入劳动市场收入跨度概念,基于空间向量和不确定性状态依存方法构建了粮食补贴政策运行机制与改革逻辑的理论分析框架。基于该理论框架发现:(1)粮食补贴政策的核心作用之一是为粮食产业吸引较高技能禀赋的种粮者;(2... 从种粮主体视角出发,引入劳动市场收入跨度概念,基于空间向量和不确定性状态依存方法构建了粮食补贴政策运行机制与改革逻辑的理论分析框架。基于该理论框架发现:(1)粮食补贴政策的核心作用之一是为粮食产业吸引较高技能禀赋的种粮者;(2)不同类型粮食补贴都会被当成收入性补贴,其产生的收入效应会起到扩大粮食种植面积和促进粮食科技进步的作用。因此应从政策空间、政策目标和政策弹性3个维度改革完善我国粮食补贴政策:一是进一步聚焦政策目标,提高技能型经营主体种粮意愿;二是充分发挥政策乘数效应,补贴聚焦产业链中后端;三是着力优化政策响应机制,抓住信息技术革命契机。 展开更多
关键词 粮食补贴 改革逻辑 不确定性状态依存方法 空间向量
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一种多层组合梁自由振动分析的混合有限元法
16
作者 蒋佳卿 王云 +1 位作者 陈伟球 徐荣桥 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期856-863,共8页
基于截面等效,提出了多层组合梁的二维分析模型。使用混合能变分原理,以包含频率函数的节点位移及其能量对偶的应力分量为单元节点未知量,引入混合元对梁长方向进行离散,建立动力学状态空间控制方程;接着引入微分求积法(Differential Qu... 基于截面等效,提出了多层组合梁的二维分析模型。使用混合能变分原理,以包含频率函数的节点位移及其能量对偶的应力分量为单元节点未知量,引入混合元对梁长方向进行离散,建立动力学状态空间控制方程;接着引入微分求积法(Differential Quadrature Method,DQM)对控制方程进行梁高度方向的离散,求得组合梁在不同轴力与边界条件下的动力学方程。以混凝土-木材组合梁、波形钢腹板梁和钢-混组合梁为例进行验证。该方法基于二维理论,可为梁理论提供假设依据和误差分析的基准。 展开更多
关键词 自由振动 组合梁 混合有限元 DQM 状态空间法
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潜在空间中的策略搜索强化学习方法
17
作者 赵婷婷 王莹 +3 位作者 孙威 陈亚瑞 王嫄 杨巨成 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2024年第4期1032-1046,共15页
策略搜索是深度强化学习领域中一种能够解决大规模连续状态空间和动作空间问题的高效学习方法,被广泛应用在现实问题中。然而,此类方法通常需要花费大量的学习样本和训练时间,且泛化能力较差,学到的策略模型难以泛化至环境中看似微小的... 策略搜索是深度强化学习领域中一种能够解决大规模连续状态空间和动作空间问题的高效学习方法,被广泛应用在现实问题中。然而,此类方法通常需要花费大量的学习样本和训练时间,且泛化能力较差,学到的策略模型难以泛化至环境中看似微小的变化。为了解决上述问题,提出了一种基于潜在空间的策略搜索强化学习方法。将学习状态表示的思想拓展到动作表示上,即在动作表示的潜在空间中学习策略,再将动作表示映射到真实动作空间中。通过表示学习模型的引入,摒弃端到端的训练方式,将整个强化学习任务划分成大规模的表示模型部分和小规模的策略模型部分,使用无监督的学习方法来学习表示模型,使用策略搜索强化学习方法学习小规模的策略模型。大规模的表示模型能保留应有的泛化性和表达能力,小规模的策略模型有助于减轻策略学习的负担,从而在一定程度上缓解深度强化学习领域中样本利用率低、学习效率低和动作选择泛化性弱的问题。最后,在智能控制任务CarRacing和Cheetah中验证了引入潜在空间中的状态表示和动作表示的有效性。 展开更多
关键词 无模型强化学习 策略模型 状态表示 动作表示 连续动作空间 策略搜索强化学习方法
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基于反步法的下肢外骨骼机器人控制研究 被引量:3
18
作者 苏东海 王海啸 +2 位作者 梁全 郭新博 王忠伟 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第9期1692-1703,共12页
针对下肢外骨骼预定轨迹的控制问题,在构建了二自由度机械腿的运动学和动力学模型的基础上,提出了一种非对称液压缸负载力、伸缩量与外骨骼转动扭矩、运动角度的转化关系,采用反步法控制下肢外骨骼系统的运动轨迹。首先,采用D-H法建立... 针对下肢外骨骼预定轨迹的控制问题,在构建了二自由度机械腿的运动学和动力学模型的基础上,提出了一种非对称液压缸负载力、伸缩量与外骨骼转动扭矩、运动角度的转化关系,采用反步法控制下肢外骨骼系统的运动轨迹。首先,采用D-H法建立了二自由度下肢外骨骼系统的运动学模型,研究了外骨骼末端执行器关节速度的变化关系,并利用拉格朗日动力学方程推导了外骨骼动力学的数学模型;然后,使用了液压缸负载力控制为机械腿运动提供了相应的扭矩,进而控制了下肢外骨骼的运动姿态;其次,针对下肢外骨骼运动时的高精度要求,利用反步法控制理论,建立了阀控非对称缸系统,结合下肢外骨骼动力学系统整体的状态空间方程,利用下肢外骨骼液压伺服系统控制了下肢外骨骼进行预定轨迹运动;最后,对AMESim软件与Visual Studio软件进行了联合仿真,对比分析了PID控制与反步法控制的精度问题。研究结果表明:针对下肢外骨骼预定轨迹控制,反步法控制误差最大值为2°,对比传统PID控制,误差降低了67%;设计的反步法控制器对于下肢外骨骼具有良好的控制精度。 展开更多
关键词 电液伺服系统 非对称液压缸 反步法控制 下肢外骨骼系统状态空间方程 D-H法 AMESIM 控制精度
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横观各向同性功能梯度材料矩形板的自由振动 被引量:28
19
作者 陈伟球 叶贵如 +1 位作者 蔡金标 丁皓江 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期263-267,共5页
考察了沿厚度方向材料参数为非均匀的功能梯度横观各向同性矩形板的自由振动。通过引入两个位移函数和两个应力函数导出了两个独立的变系数状态方程。进一步利用分层近似理论 ,将变系数状态方程化为常系数状态方程并求解。发现存在两类... 考察了沿厚度方向材料参数为非均匀的功能梯度横观各向同性矩形板的自由振动。通过引入两个位移函数和两个应力函数导出了两个独立的变系数状态方程。进一步利用分层近似理论 ,将变系数状态方程化为常系数状态方程并求解。发现存在两类独立的自由振动形式 :第一类对应纯板内振动 ,第二类对应一般的弯曲振动。给出了数值结果 ,讨论了材料梯度指标对固有频率的影响。 展开更多
关键词 功能合金 矩形板 横观各向同性 状态空间法 自由振动 功能梯度材料
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黄土高原北部草地表层土壤水分状态空间模拟 被引量:26
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作者 贾小旭 邵明安 +1 位作者 魏孝荣 李学章 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期38-44,共7页
为探明黄土高原北部草地表层土壤水分空间分布特征及其与环境因素的关系,该文用自回归状态空间模型和经典统计的线性回归模型对该区草地表层土壤含水率的分布状况进行了模拟。结果表明,状态空间方程可以应用于环境因素复杂的黄土高原水... 为探明黄土高原北部草地表层土壤水分空间分布特征及其与环境因素的关系,该文用自回归状态空间模型和经典统计的线性回归模型对该区草地表层土壤含水率的分布状况进行了模拟。结果表明,状态空间方程可以应用于环境因素复杂的黄土高原水蚀风蚀交错区,其拟合效果优于线性回归模型。单因素中基于饱和导水率的模拟效果最佳(R2=0.936);多因素模拟中以饱和导水率+海拔+凋落物模拟效果最佳(R2=0.976),可以很好地解释表层土壤水分的变异状况。自回归状态空间模型可用于研究黄土高原北部水蚀风蚀交错区表层土壤水分与其他因素的空间关系。 展开更多
关键词 土壤水分 状态空间 模拟 黄土高原 经典统计 水蚀风蚀交错区
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