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多阶段间歇过程鲁棒异步切换预测容错控制
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作者 施惠元 蒋浦 +2 位作者 李辉 苏成利 李平 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第10期2046-2055,共10页
针对具有异步切换和部分执行器故障的多阶段间歇过程,本文提出一种鲁棒异步切换预测容错控制方法.首先,建立包含稳定和不稳定情况的异步切换故障模型,并引入输出跟踪误差,得到新型多自由度扩展异步切换故障模型.基于此扩展模型进行鲁棒... 针对具有异步切换和部分执行器故障的多阶段间歇过程,本文提出一种鲁棒异步切换预测容错控制方法.首先,建立包含稳定和不稳定情况的异步切换故障模型,并引入输出跟踪误差,得到新型多自由度扩展异步切换故障模型.基于此扩展模型进行鲁棒异步切换容错控制器的设计,同时,给出保证闭环故障系统在各个阶段渐近稳定和各个批次指数稳定的充分条件.通过在线求解这些条件,得到各个阶段稳定和不稳定情况的运行时间以及实时的控制律增益,并利用不稳定情况的时间提前给控制器切换信号,避免系统出现异步切换的情况.最后,以注塑成型过程为仿真案例,验证了该方法是有效并且可行的. 展开更多
关键词 部分执行器故障 异步切换 多阶段间歇过程 模态依赖的平均驻留时间 鲁棒预测容错控制
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机械臂角度/角速度收敛性能预设的固定时间控制
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作者 殷春武 徐琳 刘国浩 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第2期119-126,共8页
针对具有非线性特性和不确定性的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出一种角度和角速度跟踪误差瞬态性能可预设、系统状态变量上界可预估的固定时间反演自适应控制方法。首先,构建跟踪误差与性能约束函数的比值变量,并基于该比值变量构建Lyapu... 针对具有非线性特性和不确定性的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出一种角度和角速度跟踪误差瞬态性能可预设、系统状态变量上界可预估的固定时间反演自适应控制方法。首先,构建跟踪误差与性能约束函数的比值变量,并基于该比值变量构建Lyapunov函数,避免非线性约束向无约束变量的转换,简化控制器结构;其次,设计自适应律在线估计系统的不确定项,给出一种固定时间收敛的控制器,使得角度/角速度跟踪误差按照预先设定的性能函数收敛,在加快误差收敛速度的同时保证了轨迹跟踪精度和瞬态性能;然后,Lyapunov理论证明了闭环系统的跟踪误差在固定时间内收敛,且固定收敛时间上界与初始状态无关,并给出预估角度/角速度和控制输入上界的计算方法;最后,数值仿真验证二自由度机械臂轨迹跟踪控制问题。结果表明,所提出的控制器可保证机械臂的角度/角速度跟踪误差按照预设性能函数约束,在固定时间内收敛,具有良好的瞬态性能和跟踪精度。 展开更多
关键词 机械臂 预设性能函数 固定时间控制 反演控制 自适应控制
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采用扩展状态观测器的PMLM预设时间滑模控制
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作者 殷春武 赵紫兰 易佩 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第5期156-162,共7页
对存在控制饱和、参数摄动和外部干扰的永磁直线电动机(PMLM)位置跟踪误差收敛时间上界不可控的问题,设计了一种预设时间收敛滑模自适应控制器,使电机位置跟踪误差在预设时间内收敛,且电机转速一致有界。首先,构造了一种预设时间收敛的... 对存在控制饱和、参数摄动和外部干扰的永磁直线电动机(PMLM)位置跟踪误差收敛时间上界不可控的问题,设计了一种预设时间收敛滑模自适应控制器,使电机位置跟踪误差在预设时间内收敛,且电机转速一致有界。首先,构造了一种预设时间收敛的滑模面;其次,采用双曲正切函数近似控制饱和约束,将双曲正切函数转换成关于无约束控制输入变量的线性函数,并采用二阶扩展状态观测器估计系统不确定部分,设计了一种滑模自适应控制器,Lyapunov稳定判据证明了闭环系统的预设时间稳定性。通过对含复合干扰的永磁直流电机位置阶跃跟踪数值仿真,验证了算法的有效性。仿真结果表明,电机位置跟踪误差在预设时间收敛内收敛,且位置跟踪精度高,对参数摄动和外部干扰具有强鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁直线电机 滑模控制 预设时间控制 扩展状态观测器 控制饱和
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任意初始状态机械臂的保性能预设时间跟踪控制
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作者 殷春武 吴岐 +1 位作者 杨思逸 周承德 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期103-108,113,共7页
为解决预设性能控制中性能约束函数的参数设置受系统状态初值影响的问题,为任意初值下的机械臂系统设计了一种收敛时间和瞬态性能可预设的反演控制算法。通过引入预设时间收敛误差转换函数,将任意初值下的轨迹跟踪误差转换成初值在原点... 为解决预设性能控制中性能约束函数的参数设置受系统状态初值影响的问题,为任意初值下的机械臂系统设计了一种收敛时间和瞬态性能可预设的反演控制算法。通过引入预设时间收敛误差转换函数,将任意初值下的轨迹跟踪误差转换成初值在原点、且可在预设时间内收敛到实际跟踪误差的新变量,给出收敛时间可任意设置的预设时间收敛Lyapunov稳定判据,采用扩张状态观测器估计系统不确定部分,基于新变量设计反演控制算法,使机械臂轨迹跟踪误差满足有限时间性能约束函数的预设瞬态性能和稳态精度,理论证明了闭环系统的预设时间稳定。仿真结果表明,所设计的控制器能使任意初始位置的机械臂轨迹跟踪误差在预设时间内按照给定性能约束收敛,且具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 机械臂 轨迹跟踪控制 预设性能控制 预设时间控制 扩展状态观测器
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隐蔽攻击下信息物理系统的安全输出反馈控制 被引量:2
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作者 张淇瑞 孟思琪 +2 位作者 王兰豪 刘坤 代伟 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1363-1372,共10页
研究了受到隐蔽攻击的信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)安全控制问题.采用KL(Kullback-Leibler)散度描述攻击的隐蔽性,并设计动态输出反馈控制器,使系统可达集始终保持在安全区域内,其中可达集定义为系统状态以一定概率属于的集... 研究了受到隐蔽攻击的信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)安全控制问题.采用KL(Kullback-Leibler)散度描述攻击的隐蔽性,并设计动态输出反馈控制器,使系统可达集始终保持在安全区域内,其中可达集定义为系统状态以一定概率属于的集合.首先,给出隐蔽攻击下检测器残差所在范围的一个外椭球近似集;其次,根据该近似集和噪声的范围给出控制器参数与系统椭球形不变可达集的关系;然后,通过设计可逆线性变换并构造凸优化问题,求解安全控制器参数和相应的不变可达集;最后,使用弹簧−质量−阻尼系统进行仿真,验证了所提控制方法的有效性. 展开更多
关键词 信息物理系统 隐蔽攻击 安全控制 KL 散度 可达集
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嵌套运动饱和下分布式多移动机器人反振荡安全编队控制 被引量:1
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作者 郑志 江涛 +1 位作者 杨玥 苏晓杰 《自动化学报》 北大核心 2025年第3期658-668,共11页
运动受速度和加速度嵌套饱和约束,而反应式躲避安全机制下分布式编队互联的移动机器人更易触发该嵌套饱和,从而引起编队的剧烈振荡,所以需要研究该情况下多移动机器人平滑安全协同及其自适应振荡抑制方法.故以分布式网络中的移动机器人... 运动受速度和加速度嵌套饱和约束,而反应式躲避安全机制下分布式编队互联的移动机器人更易触发该嵌套饱和,从而引起编队的剧烈振荡,所以需要研究该情况下多移动机器人平滑安全协同及其自适应振荡抑制方法.故以分布式网络中的移动机器人为研究对象,首先构建基于视线和速度的低触发势能函数,实现邻近编队机器人近距排斥作用下的避碰保持;引入驱动机器人绕过障碍物的安全加速度包络,并复合近距排斥的弱能量、低触发势能,避免与非合作障碍物的碰撞.其次,嵌入复合自适应辅助动态系统,平滑躲避过程中触发的嵌套运动饱和与安全加速度约束引起的轨迹振荡;设计复合非线性反馈框架下的分布式编队控制器,融合混合的躲避和振荡抑制机制,实现多机器人障碍环境下的安全编队.最后,与现有安全编队方法进行对比仿真和实验验证,结果表明该方法在嵌套运动饱和约束下可显著提升编队的平滑和安全性能. 展开更多
关键词 分布式移动机器人编队 嵌套运动饱和 动态安全围栏 低触发势能函数 自适应振荡抑制
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3D打印混凝土流动度稳定控制策略设计
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作者 韩怡萱 马宗方 +3 位作者 贺静 宋琳 刘超 崔衡 《工程设计学报》 北大核心 2025年第3期308-315,共8页
3D打印混凝土流动度的稳定控制对于提高打印构件的成形质量具有重要意义。现有的打印精度提升途径主要集中在混凝土材料特性优化、打印设备机械结构优化和打印工艺参数优化等方面。但事实上,混凝土流动度稳定与否直接影响打印质量。为此... 3D打印混凝土流动度的稳定控制对于提高打印构件的成形质量具有重要意义。现有的打印精度提升途径主要集中在混凝土材料特性优化、打印设备机械结构优化和打印工艺参数优化等方面。但事实上,混凝土流动度稳定与否直接影响打印质量。为此,从控制角度出发,首先分析了混凝土流动度与打印精度的关系,提出了3D打印混凝土流动度稳定控制系统结构;然后,设计了一种基于PSO (particle swarm optimization,粒子群优化)算法的PID (proportional-integral-derivative,比例-积分-微分)控制策略,可实现控制参数实时在线多次优化,提升了3D打印混凝土流动度稳定控制性能。最后,通过仿真分析和打印实验验证了所设计的PSO-PID控制策略的可行性和优越性。仿真结果表明,PSO-PID控制策略可满足混凝土流动度稳定控制的要求;实验结果表明,PSO-PID控制策略能保证混凝土连续、均匀地挤出,有效提升了打印构件的成形精度。所提出的方法通过实时控制机械参数实现了混凝土流动度的稳定控制,可为3D打印混凝土技术的工程应用提供技术支撑。 展开更多
关键词 3D打印混凝土 流动度 粒子群优化算法 PID控制策略 打印精度
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基于跨时空稳定因果动态贝叶斯网络的工业过程安全控制
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作者 王建文 褚菲 +2 位作者 彭晨 曾国强 王福利 《自动化学报》 北大核心 2025年第9期2058-2071,共14页
因果关系挖掘对工业过程异常工况定位和控制方案推理至关重要.然而,传统的因果关系挖掘方法缺乏对时空动态变化的综合考虑,难以有效消除虚假因果关系.针对上述问题,提出一种基于跨时空稳定因果动态贝叶斯网络的工业过程安全控制方法.该... 因果关系挖掘对工业过程异常工况定位和控制方案推理至关重要.然而,传统的因果关系挖掘方法缺乏对时空动态变化的综合考虑,难以有效消除虚假因果关系.针对上述问题,提出一种基于跨时空稳定因果动态贝叶斯网络的工业过程安全控制方法.该方法利用稳定学习挖掘并优化不同时空数据分布下的因果一致性特征,确保所挖掘的因果关系在不同时空单元中具有稳定性.在此基础上,利用动态贝叶斯网络引入滞后节点,捕捉时序数据中的滞后依赖关系,刻画因果关系的时空演化特性并利用信息熵建立因果关系筛选机制.此外,采用基于协变量平衡的样本重加权技术,通过调整样本权重,使模型能够更准确地反映理想情况下的因果特性.最后,选取12种典型工况案例验证了方法的有效性. 展开更多
关键词 时空因果关系挖掘 异常工况定位 安全控制 虚假因果关系 稳定学习 动态贝叶斯网络
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基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法
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作者 邢轲轲 程敬义 +5 位作者 许忠鑫 万志军 薛民体 闫万梓 包阔 易俊杰 《工矿自动化》 北大核心 2025年第3期32-38,共7页
针对目前采场支架姿态感知中惯导方法存在漂移误差大、解算精度低,以及视觉方法存在相机易受粉尘与设备遮挡而位姿识别误差大等问题,提出了一种基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法。首先将四特征点红外标靶固定于支架底座凸台... 针对目前采场支架姿态感知中惯导方法存在漂移误差大、解算精度低,以及视觉方法存在相机易受粉尘与设备遮挡而位姿识别误差大等问题,提出了一种基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法。首先将四特征点红外标靶固定于支架底座凸台,将双目相机分别固定于支架顶梁与掩护梁,采用基于Canny-最小二乘法的靶标识别方法和基于四特征点的BA-PnP算法解算顶梁、掩护梁相对底座的俯仰角、横滚角。然后将惯性测量单元固定于液压支架顶梁、掩护梁、底座,通过惯性测量单元中MEMS陀螺仪和加速度计的互补滤波方法解算顶梁、掩护梁、底座在世界坐标系下的俯仰角、横滚角。最后将视觉系统解算的姿态角与惯导解算的姿态角进行扩展卡尔曼滤波多源信息融合,利用视觉信息的低频稳定性抑制惯性测量单元的累计误差,得到精确的采场支架姿态。采用基于视觉、惯导和视觉-惯导信息融合3种支架姿态感知方法进行对比实验,结果表明:①初始静止状态下,3种方法的精度均较高,但随着支架运行循环次数增加,基于视觉、惯导的感知结果逐渐偏离真值。②基于视觉、惯导和视觉-惯导信息融合方法的顶梁相对底座的俯仰角感知均方根误差分别为0.201,0.190,0.081°,掩护梁相对底座的俯仰角感知均方根误差分别为0.340,0.297,0.162°。③基于视觉-惯导信息融合方法解算的液压支架立柱伸缩长度的均方根误差为13.682 mm,满足现场需求。基于视觉-惯导信息融合的采场支架姿态感知方法可为液压支架智能化控制提供更准确的姿态参数。 展开更多
关键词 液压支架姿态感知 视觉惯导信息融合 惯性测量单元 扩展卡尔曼滤波 光束平差-透视点定位姿态估计算法 IMU
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事件触发观测下时滞马尔科夫跳跃系统广义记忆滑模控制
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作者 杨玥 黄佳男 +1 位作者 马宗方 苏晓杰 《自动化学报》 北大核心 2025年第7期1673-1687,共15页
马尔科夫跳跃系统镇定过程常伴随通信信道堵塞、状态信息未知、时滞效应不全等问题.基于此,提出一种基于动态事件触发观测器的广义记忆异步滑模控制器.其中动态事件触发观测器结合丢包补偿,克服了已有文献单一考虑网络环境下频繁数据传... 马尔科夫跳跃系统镇定过程常伴随通信信道堵塞、状态信息未知、时滞效应不全等问题.基于此,提出一种基于动态事件触发观测器的广义记忆异步滑模控制器.其中动态事件触发观测器结合丢包补偿,克服了已有文献单一考虑网络环境下频繁数据传输导致的通道堵塞问题.针对观测时滞状态与控制器异步行为,在滑模函数中引入时变时滞及其边界条件,设计基于隐马尔科夫模型的广义记忆异步滑模控制器.由于高效时滞利用率和多独立控制增益相互补偿,闭环系统稳定性、收敛速度和超调等静态/动态性能较传统记忆/无记忆滑模控制器稳定提升.同时,为进一步耦合广义记忆控制时滞信息,提出一组指数型反凸组合不等式,通过预置指数型参数,在不增加计算复杂度的前提下,降低广义控制镇定条件保守性,提升控制增益镇定精度.最后通过数值算例和柔性机械臂实例验证了所提控制方案的有效性. 展开更多
关键词 时滞马尔科夫跳跃系统 动态事件触发观测器 广义记忆异步滑模控制器 反凸不等式
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智能交通系统与智能制造的控制、优化与调度专刊序言
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作者 高伟男 郭戈 +2 位作者 王鑫 代伟 刘意杨 《控制工程》 北大核心 2025年第10期1729-1731,共3页
21世纪以来,信息技术、自动化与人工智能的交叉融合深刻影响交通与制造两大支柱产业的发展。从车辆协同控制、列车运行调度到车间优化作业,网络化与智能化已成为驱动产业升级的核心动力。在“双碳”目标与“工业4.0”战略的双重驱动下,... 21世纪以来,信息技术、自动化与人工智能的交叉融合深刻影响交通与制造两大支柱产业的发展。从车辆协同控制、列车运行调度到车间优化作业,网络化与智能化已成为驱动产业升级的核心动力。在“双碳”目标与“工业4.0”战略的双重驱动下,智能交通系统对“高效、安全、低碳”的发展要求,与智能制造系统对“柔性、精准、节能”的内在需求,共同指向了一个核心挑战:如何通过先进的控制、优化与调度技术,实现系统性能提升与资源最优配置。在此背景下,《控制工程》策划出版“智能交通系统与智能制造的控制、优化与调度”专刊,旨在搭建学术与产业的交流平台,集中展示两大领域在控制策略、优化算法、调度机制等方面的最新研究成果,推动相关理论技术向实际工程场景转化,为智能交通与智能制造的创新发展注入新动能。 展开更多
关键词 调度机制 智能交通系统 控制技术 智能制造
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基于多源异构信息融合的浮选精煤灰分智能预测 被引量:1
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作者 成荣杰 崔腾 《工矿自动化》 北大核心 2025年第7期142-148,共7页
针对单一X射线检测难以充分捕捉浮选精煤过程中复杂的物料变化情况的问题,融合X射线检测技术与机器视觉技术,设计了一种基于多源异构信息融合的智能浮选系统,建立了基于联邦学习(FED)-卷积神经网络(CNN)的浮选精煤灰分预测模型。通过X... 针对单一X射线检测难以充分捕捉浮选精煤过程中复杂的物料变化情况的问题,融合X射线检测技术与机器视觉技术,设计了一种基于多源异构信息融合的智能浮选系统,建立了基于联邦学习(FED)-卷积神经网络(CNN)的浮选精煤灰分预测模型。通过X光灰分仪对浮选精煤矿浆进行元素分析,采用一维卷积(1D-CNN)处理元素含量数据,提取时序特征;通过浮选精煤泡沫视觉技术对浮选精煤灰分进行检测,采用二维卷积(2D-CNN)处理尾矿图像信息,提取空间特征;采用注意力机制对时序特征和空间特征进行多源异构信息融合,通过全连接层对浮选精煤灰分进行回归预测。FED模型通过分模块聚合方式和动态加权策略,有效解决了多源异构数据融合中的隐私保护和协同建模问题。实验结果表明,FED-CNN模型的最大误差为4.44%,决定系数R^(2)达0.94,预测精度高于基于尾矿图像的2D-CNN模型和基于X射线的1D-CNN模型。 展开更多
关键词 智能浮选 精煤灰分预测 多源异构信息融合 X射线荧光光谱 机器视觉 联邦学习 卷积神经网络
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基于多速率事件触发控制的重介分选密度调控 被引量:1
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作者 杨翊卓 王兰豪 +2 位作者 张淇瑞 胡梦洁 代伟 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第5期999-1007,共9页
悬浮液密度的稳定控制是保证重介分选精煤质量的重要手段,本文着重考虑重介分选密度回路多速率采样控制的实际生产情况,提出一种基于多速率事件触发控制的重介分选密度调控方法.首先通过提升技术与基于连续学习的多速率辨识方法建立密... 悬浮液密度的稳定控制是保证重介分选精煤质量的重要手段,本文着重考虑重介分选密度回路多速率采样控制的实际生产情况,提出一种基于多速率事件触发控制的重介分选密度调控方法.首先通过提升技术与基于连续学习的多速率辨识方法建立密度回路多速率模型,进而设计基于事件触发机制的模型预测控制器,使密度回路能够在保证控制性能的前提下,减少控制器的更新次数,从而减少通讯资源的浪费.通过仿真验证了本文所提控制方法的有效性.该研究成果为工业互联网环境下的重介分选密度控制器设计提供了新方法. 展开更多
关键词 重介质选煤 事件触发 多速率 模型预测控制
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应用GPC-PLC-PID的电镀线镀槽液温度抗干扰稳定控制方法 被引量:1
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作者 方小明 刘艳梨 田大海 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第2期99-105,共7页
在电镀线镀槽液化学反应热效应干扰下,电镀线镀槽需要不断补偿散失热量或增加冷却负荷以维持槽液设定温度,难以在每个电镀反应周期内对温度变化进行稳定控制,导致温度控制偏差较大。为此,提出应用GPCPLC-PID的电镀线镀槽液温度抗干扰稳... 在电镀线镀槽液化学反应热效应干扰下,电镀线镀槽需要不断补偿散失热量或增加冷却负荷以维持槽液设定温度,难以在每个电镀反应周期内对温度变化进行稳定控制,导致温度控制偏差较大。为此,提出应用GPCPLC-PID的电镀线镀槽液温度抗干扰稳定控制方法。考虑电镀反应温度变化,基于灵敏度系数校准电镀线镀槽液温度传感数据,能够在温度干扰下捕捉温度变化;在PLC控制器上,运用广义预测控制方法(Generalized Predictive Control,GPC)预测镀槽在化学反应热效应干扰下补偿热量或增强冷却时的温度变化趋势,对温度控制律进行校正滚动抗干扰优化;将最优控制律输出的温度调整实时扰动偏差前馈值作为PID控制器的输入,通过前馈偏差补偿跟踪响应温度变化,实现电镀线镀槽液温度抗干扰稳定控制。实验结果表明,所提方法能够准确感知电镀线镀槽液温度,通过GPC预测电镀线镀槽液温度变化趋势,降低了电镀线镀槽液温度控制的偏差,增强了控制抗干扰能力,为电镀线镀槽液温度稳定控制提供了强大支撑。 展开更多
关键词 PID控制器 PLC技术 广义预测控制方法 温度传感器 温度控制
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欺骗攻击下异构多智能体的编队跟踪异步脉冲控制
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作者 周林娜 叶红梅 +4 位作者 马磊 王国庆 张莹 赵伟 杨春雨 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第7期1417-1425,共9页
针对异构多智能体编队中的网络通信不可靠问题,设计一种基于攻击信号补偿器的弹性分布式编队控制器.首先,构造一种基于异步脉冲通信的攻击信号补偿器,各智能体通过异步独立的补偿器与邻居进行信息交互,实时估计领导者信息、补偿欺骗攻... 针对异构多智能体编队中的网络通信不可靠问题,设计一种基于攻击信号补偿器的弹性分布式编队控制器.首先,构造一种基于异步脉冲通信的攻击信号补偿器,各智能体通过异步独立的补偿器与邻居进行信息交互,实时估计领导者信息、补偿欺骗攻击造成的不良影响,并且有效地提高通信资源利用率.通过将补偿信号引入编队控制器,使系统在受到欺骗攻击的情况下仍然能保证跟踪性能.然后,基于跟随者状态信息、补偿器补偿信息和编队形状信息,构造一种新的弹性分布式编队控制器.给出分布式编队控制器的设计方法,并证明编队跟踪误差动态的一致有界性.最后,通过仿真验证所设计的分布式编队控制器的有效性. 展开更多
关键词 异构多智能体系统 异步脉冲控制 欺骗攻击 分布式编队控制器
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具有输入约束的非线性积分系统无模型自适应控制
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作者 董世建 周星星 +1 位作者 牛大鹏 唐加乐 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第7期1469-1474,共6页
由于难以精确建立具有输入约束的非线性积分系统模型,限制了基于模型的控制算法实施.针对存在积分环节的非线性系统,通过引入微分滤波器将难以控制的临界不稳定系统转化为等效的非线性稳定系统,并采用基于数据驱动技术的无模型自适应控... 由于难以精确建立具有输入约束的非线性积分系统模型,限制了基于模型的控制算法实施.针对存在积分环节的非线性系统,通过引入微分滤波器将难以控制的临界不稳定系统转化为等效的非线性稳定系统,并采用基于数据驱动技术的无模型自适应控制算法进行控制.为了解决控制过程中的输入约束问题,将损失函数转化为具有约束的二次规划问题进行求解以获取最优控制输入.同时,利用跟踪微分器对测量输出信号进行估计以抑制随机测量噪声对控制器参数求解的影响,并对所设计的控制算法进行稳定性分析.最后,验证了所提出算法的可行性和优越性. 展开更多
关键词 非线性系统 无模型自适应控制 输入约束 跟踪微分器 微分滤波
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基于双阶颜色信息的色域映射图像无参考质量评价算法
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作者 何秋宏 余伟 +2 位作者 郭志林 袁连海 刘玉英 《红外技术》 北大核心 2025年第3期316-325,共10页
色域映射是用于在不同设备之间实现彩色图像高保真传输的一种技术。但通过色域映射得到的图像不可避免因颜色信息的损失产生严重的伪影和失真,从而导致纹理结构失真和色彩自然度失真。基于颜色信息损失严重的事实,本文提出了一种基于双... 色域映射是用于在不同设备之间实现彩色图像高保真传输的一种技术。但通过色域映射得到的图像不可避免因颜色信息的损失产生严重的伪影和失真,从而导致纹理结构失真和色彩自然度失真。基于颜色信息损失严重的事实,本文提出了一种基于双阶颜色表示的无参考质量评价方法。传统图像质量评价方法大多基于灰度域提取质量感知特征,少数考虑颜色信息的方法也仅从色调、饱和度等颜色分量中提取特征。色调、饱和度均是通过R、G、B三个颜色分量线性计算而得,忽略了颜色的导数信息。因此本文算法从零阶颜色信息(R、G、B颜色分量)和一阶颜色信息(即导数信息)中进行特征提取,并将所提特征进行回归训练得到质量预测模型。实验证明,该模型对色域映射图像质量的预测性能优于现有的无参考质量评价方法。 展开更多
关键词 色域映射 图像质量评价 颜色信息 特征提取 回归训练
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改进蚁群算法优化电动调节阀开度单神经元PID控制
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作者 祁佳欣 胡绍林 +1 位作者 何红丽 张赛 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第19期8135-8141,共7页
针对电动调节阀控制系统在实际生产过程中存在的非线性、多扰动等问题,提出一种基于改进蚁群算法优化单神经元PID(proportional integral derivative)的控制方法并将其应用于阀门开度控制中。该方法利用单神经元网络的自学习和自适应能... 针对电动调节阀控制系统在实际生产过程中存在的非线性、多扰动等问题,提出一种基于改进蚁群算法优化单神经元PID(proportional integral derivative)的控制方法并将其应用于阀门开度控制中。该方法利用单神经元网络的自学习和自适应能力,实现PID控制参数的在线整定,并采用改进的蚁群优化算法优化单神经元PID中的学习速率和神经元比例系数,有效克服了单神经元PID中的学习速率和神经元比例系数因经验设定而无法达到预期控制效果的不足。仿真对比结果显示,相比于传统PID、单神经元PID以及基于蚁群优化算法优化单神经元PID 3种控制方法,本文提出的控制方法超调量分别减少了10.2%、6.1%和1.8%,同时调节时间也相应缩短了0.22、0.07、0.03 s,并且表现出更强的自适应和抗干扰能力,能够使阀门开度控制更加稳定可靠。 展开更多
关键词 电动调节阀 阀门开度控制 单神经元PID 改进蚁群优化算法
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连续搅拌反应釜的预定义时间滑模控制
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作者 单文悦 辛丽平 +2 位作者 张静 牛先铎 孙国法 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第9期1775-1782,共8页
连续搅拌反应釜(CSTR)是化工过程工业中常用的反应容器.为进一步提升CSTR系统的动态性能和静态性能,本文针对一类含有未知干扰的CSTR系统提出一种基于预定义时间的滑模控制算法.为使CSTR系统在预设时间内稳定,并解除系统初始状态对稳定... 连续搅拌反应釜(CSTR)是化工过程工业中常用的反应容器.为进一步提升CSTR系统的动态性能和静态性能,本文针对一类含有未知干扰的CSTR系统提出一种基于预定义时间的滑模控制算法.为使CSTR系统在预设时间内稳定,并解除系统初始状态对稳定时间的约束,基于预定义时间控制理论建立了系统稳定时间和控制参数的显示关系;为减小滑模控制器的抖振,采用tanh函数代替传统符号函数sgn设计控制律;采用MATLAB仿真实验验证所设计控制方案的有效性和可行性;通过与现有有限时间控制方法进行仿真结果对比,检验本文设计方法的优越性.研究结果表明,本文方法在保持良好静态性能的同时,具有更强的抗干扰能力和更快的收敛速度. 展开更多
关键词 预定义时间控制 滑模控制 连续搅拌反应釜 未知干扰 温度控制 浓度控制
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间歇蒸煮过程的降阶模型与蒸煮终点卡伯值预测控制研究
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作者 刘守元 魏代兴 +6 位作者 刘聪汉 宋晓轩 辛丽平 江才嘉 吴永玲 范锐 孙荣荣 《中国造纸学报》 北大核心 2025年第2期164-172,共9页
本研究提出一种基于子空间辨识的模型预测控制(MPC)算法,通过扩展普渡模型对间歇蒸煮制浆过程中固相、自由液相和截留液相的组分浓度变化进行模拟仿真,采用子空间系统辨识的数值算法(N4SID)对非线性间歇蒸煮过程的动力学模型进行降阶,... 本研究提出一种基于子空间辨识的模型预测控制(MPC)算法,通过扩展普渡模型对间歇蒸煮制浆过程中固相、自由液相和截留液相的组分浓度变化进行模拟仿真,采用子空间系统辨识的数值算法(N4SID)对非线性间歇蒸煮过程的动力学模型进行降阶,建立低维降阶状态空间模型,并引入龙伯格观测器对其状态变量进行在线估计,结合MPC策略,实现间歇蒸煮过程的精确控制。Matlab仿真结果表明,在开发的MPC算法作用下,系统能够抑制蒸煮过程中的卡伯值波动,确保蒸煮终点的纸浆卡伯值达到预设值且误差≤2%;所建立的间歇蒸煮过程4阶状态空间模型与扩展普渡模型拟合度可达99.80%,能较好与真实系统匹配,有效减少预测控制算法的计算复杂度。 展开更多
关键词 间歇蒸煮过程 卡伯值 扩展普渡模型 模型降阶 模型预测控制
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