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融合二次分解的深度学习模型在PM_(2.5)浓度预测中的应用 被引量：1
1
作者 江雨燕 黄体臣 +1 位作者 甘如美江 王付宇 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第1期296-309,共14页
针对PM_(2.5)质量浓度时间序列呈非线性难以预测的特征,为了进一步提高PM_(2.5)质量浓度预测精确度,研究通过“分而治之”先分解再预测的思想,提出一种融合二次分解的PM_(2.5)质量浓度混合预测模型(Complete Ensemble Empirical Mode De... 针对PM_(2.5)质量浓度时间序列呈非线性难以预测的特征,为了进一步提高PM_(2.5)质量浓度预测精确度,研究通过“分而治之”先分解再预测的思想,提出一种融合二次分解的PM_(2.5)质量浓度混合预测模型(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise-Variational Mode Decomposition-Temporal Convolutional Network-Bi-directional Long Short-Term Memory,CEEMDAN-VMD-TCN-BiLSTM)。该模型先由递归特征消除(Recursive Feature Elimination,RFE)进行特征筛选,随后使用自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)将2013—2016年北京市PM_(2.5)质量浓度序列分解为一系列高低频模态分量并计算各分量样本熵,将样本熵由K-means聚类整合为新的分量,再由变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)方法进行二次分解。最后,将所有分量先经时间卷积网络(Temporal Convolutional Network,TCN)进行特征提取,并通过双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)预测,叠加各分量预测值即为最终预测结果。消融试验结果显示,该模型相比于单次CEEMDAN分解模型均方根误差E_(MAPE)降低19.312%,绝对误差E_(MAE)降低34.423%,百分比误差E_(MAPE)与希尔不等系数E_(TIC)分别减少40.465百分点和59.794%。由此可见,研究在引入VMD构成二次分解模型相比于单次分解模型的预测误差更小,精度更高,可为决策者在PM_(2.5)质量浓度预测与治理等工作提供一定参考。 展开更多
关键词 环境工程学 PM_(2.5)质量浓度预测 自适应噪声的完备经验模态分解 变分模态分解 时间卷积网络 双向长短期记忆网络
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考虑动态预维护与绿色调度的协同优化问题
2
作者 江雨燕 马宁 +2 位作者 李艳 甘如美江 王付宇 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第2期362-378,共17页
针对传统柔性作业车间调度问题,将机器动态预维护与绿色调度进行联合优化,以最小化最大完工时间、总碳排放量、总成本为优化目标建立集成优化模型。提出了一种改进的NSGA-I算法用于求解该模型,采用基于工序、机器和预维护的三层编码方式... 针对传统柔性作业车间调度问题,将机器动态预维护与绿色调度进行联合优化,以最小化最大完工时间、总碳排放量、总成本为优化目标建立集成优化模型。提出了一种改进的NSGA-I算法用于求解该模型,采用基于工序、机器和预维护的三层编码方式,设计了考虑工序分配、机器选择以及机器预维护策略的同步解码方案;改进了精英保留策略,设计了随着代数变化的自适应交又变异函数以及基于邻域搜索的变异算子。实验验证了改进算法在求解不同规模调度问题的有效性,所提的动态预维护策略较其他维护策略能更有效地求解预维护与柔性作业车间绿色调度协同优化问题。 展开更多
关键词 预维护 绿色调度 INSGA-Ⅱ 协同优化 柔性作业车间
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基于局部和全局特征的电力设备红外和可见光图像匹配方法
3
作者 冯旭刚 阮善会 +2 位作者 王正兵 安硕 张科琪 《电工技术学报》 北大核心 2025年第7期2236-2246,2305,共12页
针对电力设备红外和可见光图像匹配过程受图像局部灰度差异影响大,以及特征点描述和匹配困难的问题,该文提出了基于局部和全局特征的电力设备红外和可见光图像匹配方法。首先,利用多尺度角检测算法分别检测红外和可见光图像中的特征点,... 针对电力设备红外和可见光图像匹配过程受图像局部灰度差异影响大,以及特征点描述和匹配困难的问题,该文提出了基于局部和全局特征的电力设备红外和可见光图像匹配方法。首先,利用多尺度角检测算法分别检测红外和可见光图像中的特征点,再使用不同尺度的曲率信息为每个特征点分配特征主方向(CAO);其次,分别构建每个特征点的部分灰度不变特征描述符(PIIFD)和全局上下文特征描述符;然后,将两种特征描述符的相似度进行加权融合,并利用双向匹配方法和随机抽样一致(RANSAC)方法筛选出正确的匹配点对;最后,得到图像间的仿射变换模型参数。实验结果表明:该文匹配方法与PIIFD、Log-Gabor直方图描述符(LGHD)和CAO匹配算法相比,正确匹配数显著增加,平均准确率较其他三种算法分别提高了50.71、27.62、11.11个百分点,平均重复度分别提高了27.69、28.81、19.18个百分点。 展开更多
关键词 电力设备 图像匹配 红外和可见光图像 全局上下文描述符 特征相似度匹配
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面向多目标协同优化的Pancake点式探头线圈参数设计
4
作者 何诚 徐笑娟 +1 位作者 骆建伟 罗进 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第7期23-29,共7页
针对传统单一目标优化法无法兼顾优化探头检测灵敏度和线性度的问题,提出了一种基于Isight的多目标协同优化方法对Pancake点式探头线圈参数进行设计,以提升涡流探头的综合检测性能。该方法利用Isight集成优化框架,将COMSOL Multiphysics... 针对传统单一目标优化法无法兼顾优化探头检测灵敏度和线性度的问题,提出了一种基于Isight的多目标协同优化方法对Pancake点式探头线圈参数进行设计,以提升涡流探头的综合检测性能。该方法利用Isight集成优化框架,将COMSOL Multiphysics与MATLAB联合进行仿真计算,通过试验设计和遗传算法NSGA-Ⅱ对涡流探头进行多目标自动寻优计算,并结合实验进一步验证了涡流探头多目标协同优化方法的可行性。涡流探头的检测灵敏度与线性度较优化前分别提高了接近3倍和8倍,实验结果也表明基于Isight的多目标协同优化法在不同应用需求下可显著提高涡流探头检测灵敏度和线性度。 展开更多
关键词 无损检测 涡流探头 试验设计 多目标遗传算法NSGA-Ⅱ 多目标协同优化
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基于输入-状态稳定条件的直流微电网集群分布式大信号稳定性
5
作者 刘宿城 褚勇智 +2 位作者 刁吉祥 张前进 刘晓东 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期544-558,573,共16页
直流微电网集群由地理上毗邻的多个直流微电网灵活互联而成,代表了未来配用电系统的重要发展方向。然而,高阶、强耦合、非线性以及动态变化等复杂系统特性使得直流微电网集群的大信号稳定性分析面临巨大挑战。传统集中式建模方法需要获... 直流微电网集群由地理上毗邻的多个直流微电网灵活互联而成,代表了未来配用电系统的重要发展方向。然而,高阶、强耦合、非线性以及动态变化等复杂系统特性使得直流微电网集群的大信号稳定性分析面临巨大挑战。传统集中式建模方法需要获取系统整体动态模型,随着微电网单元个数的增加,会导致系统大信号稳定性分析无法求解且不具备可扩展性等问题。为此,将直流微电网集群统一描述为包含多个子系统互联的大系统,提出基于输入-状态稳定条件的分布式大信号稳定性分析方法。首先,根据系统拓扑和控制结构建立分布式大信号降阶模型;然后,借助输入-状态稳定条件导出直流微电网集群的分布式大信号稳定性判据,并根据具体算例得到稳定区间,分析关键参数对稳定性的影响趋势;最后,通过硬件在环实验结果验证分析方法的有效性。 展开更多
关键词 直流微电网集群 分布式建模 大信号稳定性 输入-状态稳定
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冶金自备电厂燃气发电机组机炉协调控制
6
作者 安硕 冯旭刚 +5 位作者 张景 王正兵 唐得志 沈浩 王兵 宋爱国 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期19-33,共15页
针对冶金自备电厂燃料热值、压力和负荷多变的复杂工况与发电机组燃烧、汽机系统存在的大滞后、扰动大、多变量问题,首先通过改进粒子群算法(improved particle swarm optimization,IPSO)辨识得到以汽轮机调节阀开度与燃料量为控制量、... 针对冶金自备电厂燃料热值、压力和负荷多变的复杂工况与发电机组燃烧、汽机系统存在的大滞后、扰动大、多变量问题,首先通过改进粒子群算法(improved particle swarm optimization,IPSO)辨识得到以汽轮机调节阀开度与燃料量为控制量、有功功率与主蒸汽压力为被控量的单元机组数学模型;其次,设计多变量动态矩阵控制策略,构建机炉协调控制器,通过在线预测、反馈校正实现对系统进行滚动优化,并转换为内模控制结构分析其动态特性;最后,得到基于多变量动态矩阵控制(multivariable dynamic matrix control,MDMC)的燃气发电机组机炉协调控制策略。研究结果表明:相较于常规PSO,IPSO输出曲线拟合效果具有更高的准确性;与模型预测控制、广义预测控制、比例积分微分控制相比,MDMC具有更好的抗干扰性和动态性能,系统在受到干扰时调节时间最短为112 s,超调量仅为1.81%。应用机炉协调控制系统后,有功功率与主蒸汽压力标准偏差分别降低48.03%和33.33%,在满足现场设计要求的同时更有利于工业生产。 展开更多
关键词 变负荷工况 机炉协调控制系统 改进粒子群算法 多变量动态矩阵控制 稳定性 抗干扰性
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带有时滞脉冲的非线性随机系统的稳定性分析
7
作者 谢本旺 姚凤麒 程培 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第3期563-568,共6页
本文研究带有时滞脉冲效应的非线性随机微分系统的p阶矩指数稳定性和几乎指数稳定性问题.基于脉冲控制理论和平均脉冲间隔的思想,利用伊藤公式,得到了系统基于Lyapunov理论的p阶矩指数稳定和几乎指数稳定的充分条件.结果表明,时滞脉冲... 本文研究带有时滞脉冲效应的非线性随机微分系统的p阶矩指数稳定性和几乎指数稳定性问题.基于脉冲控制理论和平均脉冲间隔的思想,利用伊藤公式,得到了系统基于Lyapunov理论的p阶矩指数稳定和几乎指数稳定的充分条件.结果表明,时滞脉冲的存在除了破环系统的稳定性外,还可以用来镇定不稳定的连续系统.最后,通过数值例子说明了理论结果的有效性. 展开更多
关键词 时滞脉冲 平均脉冲区间 p阶矩指数稳定 几乎指数稳定
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融合机理模型与深度学习的加热炉钢坯温度预测
8
作者 冯旭刚 杨克 +5 位作者 安硕 王正兵 唐得志 王伟 柳传武 潘磊 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2719-2730,共12页
数据驱动模型在加热炉钢坯温度预测中存在机理模糊性与参数敏感性的局限,导致预测精度降低。为此,本文提出一种结合机理模型与深度学习的钢坯温度模型预测算法。首先,基于对流与辐射传热的一维非稳态传热模型(convection-radiation heat... 数据驱动模型在加热炉钢坯温度预测中存在机理模糊性与参数敏感性的局限,导致预测精度降低。为此,本文提出一种结合机理模型与深度学习的钢坯温度模型预测算法。首先,基于对流与辐射传热的一维非稳态传热模型(convection-radiation heat transfer model,CRHT),初步计算钢坯出段温度,并将其与加热炉工况参数进行融合,实现机理知识的整合;其次,采用tent混沌映射和动态自适应权重改进差异创意搜索(differentiated creative search,DCS)算法,实现双向时间卷积网络(bidirectional temporal convolutional networks,BITCN)与双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory,BILSTM)融合模型的超参数协同优化;最后,通过加热炉实际生产数据,系统地验证了该模型的准确性。研究结果表明:在加热炉均热段的钢坯温度预测中,与常规BITCN-BILSTM模型的预测结果相比,所提出的预测算法所得结果的平均绝对误差、均方根误差的相对误差分别降低了52.8%和28.9%,模型预测精度得到明显提升。 展开更多
关键词 钢坯温度预测 机理模型 双向时间卷积神经网络 双向长短期记忆 差异创意搜索
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基于多分支残差注意力网络的水下图像增强
9
作者 程竹明 李佳轩 +2 位作者 黄三傲 韩立超 王培珍 《光学精密工程》 北大核心 2025年第7期1141-1151,共11页
针对水下图像存在的颜色失真、对比度低、细节模糊等问题,提出一种基于多分支残差注意力网络的水下图像增强算法。该网络在编码器和解码器的前后分别引入多分支色彩增强模块,用来自适应校正图像的颜色偏差,在网络颈部设计了残差注意力模... 针对水下图像存在的颜色失真、对比度低、细节模糊等问题,提出一种基于多分支残差注意力网络的水下图像增强算法。该网络在编码器和解码器的前后分别引入多分支色彩增强模块,用来自适应校正图像的颜色偏差,在网络颈部设计了残差注意力模块,以减少编码器和解码器之间的特征丢失,从而增强图像细节;最后,构造了联合特征损失函数,确保网络能够学习到图像的丰富特征,在改善图像色彩的同时可以有效保留边缘信息。分别利用LUSI和EVUP两种测试集与6种先进方法进行了对比,实验结果表明:通过本文算法增强后的图像在主观感受和客观评价上均取得了最优指标,在LUSI测试集上,平均峰值信噪比(PSNR)和结构相似度(SSIM)分别达到27.420 dB,0.885,与次优方法相比提高了3.9%和0.8%;在EVUP测试集上,PSNR和SSIM分别达到26.159 dB和0.851,与次优方法相比提高了3.3%和1.3%。该算法具有良好的图像质量增强效果与稳定性,可以为水下工程中的图像分析提供一种有效的方法。 展开更多
关键词 水下图像增强 深度学习 残差注意力模块 多分支色彩增强模块 注意力机制 联合损失函数
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基于改进分水岭算法的电力设备红外图像分割
10
作者 王振 刘磊 《红外技术》 北大核心 2025年第4期484-492,共9页
分水岭算法应用在电力设备红外图像分割上时,由于该类图像中含有噪声以及设备表面复杂的纹理细节引起的灰度突变,导致存有过度分割的问题。针对此问题,提出了一种结合K均值聚类算法的改进标记分水岭算法。该方法首先预处理红外图像来抑... 分水岭算法应用在电力设备红外图像分割上时,由于该类图像中含有噪声以及设备表面复杂的纹理细节引起的灰度突变,导致存有过度分割的问题。针对此问题,提出了一种结合K均值聚类算法的改进标记分水岭算法。该方法首先预处理红外图像来抑制图中噪声;然后结合红外图像中的灰度信息,利用K均值聚类算法实现图像的预分割,并以基于Otsu算法的扩展极值变换对预分割图像进行形态学标记;最后结合标记结果修正预分割图像的梯度图,获取分水岭算法的输入图像,完成最终的图像分割。实验结果显示,该方法可以解决传统分水岭因图中噪声及灰度突变而引起的过分割问题;相对于Otsu算法、区域生长法等经典算法,该算法只分割出设备的外部轮廓形状,而忽略表面的纹理细节。 展开更多
关键词 图像分割 分水岭算法 电力设备红外图像 K-MEANS聚类算法 扩展极值变换
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双频段、高增益、超低副瓣毫米波面天线
11
作者 何山红 江文豪 +1 位作者 陈满坤 韩贤良 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第6期1768-1777,共10页
低副瓣,尤其是超低副瓣一直是天线设计中的难题。对于毫米波天线,还有可能存在加工困难、加工精度难以保障和损耗大等问题。论文从天线实现方式、馈源、反射面结构及配置等方面进行特殊设计,研制一种可以同时工作于w(51.26~58.0 GHz)和K... 低副瓣,尤其是超低副瓣一直是天线设计中的难题。对于毫米波天线,还有可能存在加工困难、加工精度难以保障和损耗大等问题。论文从天线实现方式、馈源、反射面结构及配置等方面进行特殊设计,研制一种可以同时工作于w(51.26~58.0 GHz)和Ka频段(22.24~31.4 GHz)的反射面天线,实测副瓣电平在w和Ka频段分别小于-50 dB和-35 dB,中心频率的天线增益分别达到40.1 dBi和35.0 dBi。给出了设计原理和设计过程,提供了仿真与实测结果,并对结果进行分析和对比,两者的基本吻合证明了设计过程的正确性和设计结果的实用性。 展开更多
关键词 超低副瓣 毫米波 双频段 高增益 反射面
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基于虚拟噪声电平的分布式光纤振动传感系统性能优化
12
作者 王子豪 冯玉祥 +1 位作者 刘志凯 吕立冬 《光学精密工程》 北大核心 2025年第12期1842-1852,共11页
分布式光纤振动传感系统通常采用相对强度比值法进行事件识别和定位,该算法忽略了噪声电平对系统动态范围的影响,从而制约系统定位精度和动态范围的提升。本文研究在保证系统定位精度条件下噪声电平的大小与系统动态范围的关系,在光时... 分布式光纤振动传感系统通常采用相对强度比值法进行事件识别和定位,该算法忽略了噪声电平对系统动态范围的影响,从而制约系统定位精度和动态范围的提升。本文研究在保证系统定位精度条件下噪声电平的大小与系统动态范围的关系,在光时域反射信号中加入与信号近零幅值均值电压相关的虚拟噪声电平,提出一种基于虚拟噪声电平的系统性能优化算法。实验搭建了相位敏感光时域反射系统,采用50 ns的激光脉冲,在长约15 km的被测光纤上进行振动事件定位测试,基于虚拟噪声电平优化算法,将原始的光时域反射数据减去噪声电平,再分别加入幅值为信号近零幅值均值的25%,50%,75%,100%,125%,150%,175%和200%的虚拟噪声电平,最终确定系统动态范围和振动信号信噪比总体最优时的虚拟噪声电平,即噪声电平的幅值约为信号近零幅值均值的75%,与传统的相对强度比值法比较,系统的动态范围提升了11.26 dB,虚拟噪声电平的引入通过降低幅值近零位置的灵敏度从而提升系统的性能。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 光时域反射 振动监测 动态范围 虚拟噪声
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相敏型光时域反射系统信噪比提升
13
作者 王子豪 刘志凯 +2 位作者 冯玉祥 张成龙 吕立冬 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第2期287-296,共10页
相位敏感型光时域反射系统(Φ-OTDR)的灵敏度受激光器的相位噪声、掺铒光纤放大器的自发辐射噪声、光电探测器的散粒噪声及热噪声等系统固有噪声和环境随机噪声的制约,因此,本文研究光时域反射数据的降噪算法,在不降低系统频率响应范围... 相位敏感型光时域反射系统(Φ-OTDR)的灵敏度受激光器的相位噪声、掺铒光纤放大器的自发辐射噪声、光电探测器的散粒噪声及热噪声等系统固有噪声和环境随机噪声的制约,因此,本文研究光时域反射数据的降噪算法,在不降低系统频率响应范围的条件下提高系统的信噪比。本文提出Savitzky-Golay平滑算法,选择固定长度的滑动窗口,对窗口内的光时域反射数据进行降噪处理,同时保持数据的采样频率,并搭建实验系统进行验证。实验结果显示:采用Savitzky-Golay平滑算法,系统的信噪比相对于原始信号逐差法的信噪比提高了5.41 dB,与常用的累加平均算法、滑动平均算法相比信噪比分别提升3.39 dB和5.05 dB。结果表明:Savitzky-Golay平滑算法可提高Φ-OTDR系统的灵敏度和准确度,使其能够精准地感知微小振动事件,以降低系统误报率。 展开更多
关键词 相位敏感光时域反射仪 Savitzky-Golay平滑算法 信噪比 阈值定位
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分布式直流供电异系统协同均流控制策略
14
作者 刘晓东 李阵辉 +2 位作者 秦志远 刘宿城 方炜 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第4期1-10,共10页
对于两个采用不同均流方式的分布式直流供电异系统并联时,由于异系统间采用不同的通信协议,无法实现系统间的信息交换,造成了异系统间的输出电流无法均衡。为解决这一问题,本文通过采集原系统供电单元的输出电流,并将其作为异系统间的... 对于两个采用不同均流方式的分布式直流供电异系统并联时,由于异系统间采用不同的通信协议,无法实现系统间的信息交换,造成了异系统间的输出电流无法均衡。为解决这一问题,本文通过采集原系统供电单元的输出电流,并将其作为异系统间的参考信息,实现对异系统间输出电流的调节,有效减小了系统间输出电流偏差。在异系统间均流精度未满足设定值的情况下,将通过均流精度校正环节进行调整,以确保均流性能符合设计要求,从而实现异系统间协同均流控制。最后通过仿真和实验结果,验证了所提控制策略在异系统并联均流时的有效性,进一步证明了该控制策略能够在异系统供电单元并联时实现均流控制效果。 展开更多
关键词 分布式直流供电 异系统 扩散算法 协同均流控制
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基于IMPC的燃煤发电机组多变量解耦控制策略
15
作者 周心睿 安硕 +4 位作者 王兵 谢宏星 朱玉林 赵凯 王正兵 《动力工程学报》 北大核心 2025年第2期263-274,共12页
针对燃煤发电机组燃烧系统的大时滞和参数时变等复杂动态特性,以及主蒸汽压力和炉膛负压间的强耦合关系,提出一种改进多变量解耦模型预测控制(Improved multivariable decoupling model predictive control,IMDMPC)。根据机组历史运行数... 针对燃煤发电机组燃烧系统的大时滞和参数时变等复杂动态特性,以及主蒸汽压力和炉膛负压间的强耦合关系,提出一种改进多变量解耦模型预测控制(Improved multivariable decoupling model predictive control,IMDMPC)。根据机组历史运行数据,利用蜻蜓算法优化偏最小二乘法,构建以主蒸汽压力和炉膛负压为被控量、燃煤量和引风量为控制量的多变量耦合数学模型,运用多变量动态解耦算法对其进行解耦,设计多变量模型预测控制器,按照设定目标函数得到当前时刻控制量,同时实时采集系统输出值对控制器进行反馈校正。仿真实验结果表明:改进多变量解耦模型预测控制与模糊自适应PID控制和未解耦模型预测控制相比,主蒸汽压力和炉膛负压的超调量分别减少20.3%和8.6%,调节时间分别缩短2.6和29.55 s,具有更好的控制精度和鲁棒性。现场应用结果表明:改进多变量解耦模型预测控制策略能够使主蒸汽压力和炉膛负压分别稳定控制在±0.24 MPa和±0.27 Pa,提高了系统的稳定性且波动幅度明显减小,符合工业现场生产要求。 展开更多
关键词 改进多变量解耦模型 预测控制 火电机组 偏最小二乘法 蜻蜓算法
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多航天器系统分布式预定时间姿态协同控制
16
作者 梅宏 龚京民 +1 位作者 马小陆 谭毅波 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第1期157-168,共12页
针对受外部干扰和输入饱和的无向拓扑多航天器系统的姿态协同控制问题,提出了一种基于预定时间的分布式姿态协同跟踪算法。首先,设计了一种分布式预定时间滑模观测器,分别用于每个跟随航天器在预定时间内对领导者姿态和角速度信息的估... 针对受外部干扰和输入饱和的无向拓扑多航天器系统的姿态协同控制问题,提出了一种基于预定时间的分布式姿态协同跟踪算法。首先,设计了一种分布式预定时间滑模观测器,分别用于每个跟随航天器在预定时间内对领导者姿态和角速度信息的估计。其次,利用分布式观测器和滑模技术,提出了一种考虑执行机构饱和的分布式预定时间姿态协同跟踪控制器。所提出的控制方案是非奇异的,能够实现在约束条件下的多航天器的全局预定时间姿态协同跟踪控制。然后,利用李亚普诺夫稳定性理论对该系统进行了稳定性分析。最后,仿真结果验证了所提控制方案的有效性,且具有较快的收敛速度和较高的控制精度。 展开更多
关键词 航天器编队 姿态协同控制 终端滑模控制 预定时间控制 分布式协同控制
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具有扰动的二阶多智能体系统固定时间一致性控制
17
作者 梅宏 马小陆 +2 位作者 谭毅波 张睿 龚京民 《控制工程》 北大核心 2025年第8期1434-1443,共10页
针对具有外部扰动的二阶多智能体系统在无向拓扑图下的一致性控制问题,提出了一种基于滑模技术的分布式固定时间控制协议。首先,设计了一种二阶分布式固定时间观测器,用以实现每个跟随者在固定时间内对领导者状态信息的精确估计;然后,... 针对具有外部扰动的二阶多智能体系统在无向拓扑图下的一致性控制问题,提出了一种基于滑模技术的分布式固定时间控制协议。首先,设计了一种二阶分布式固定时间观测器,用以实现每个跟随者在固定时间内对领导者状态信息的精确估计;然后,为有效提高系统的收敛速度,利用系统状态误差设计了一种新型的分布式固定时间滑模面,并提出了一种分布式固定时间一致性控制协议,保证系统状态跟踪误差在固定时间内到达零点;同时,利用李雅普诺夫理论证明了闭环系统的稳定性,并且在系统初始状态未知的情况下,能够根据系统参数明确地获取稳定时间上界的估计值;最后,通过数值仿真验证了理论分析结果的正确性和有效性。 展开更多
关键词 多智能体系统 固定时间 一致性控制 外部扰动 滑模控制
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非完整多移动机器人固定时间一致性控制
18
作者 马小陆 谭毅波 梅宏 《控制工程》 北大核心 2025年第3期508-517,共10页
研究了具有外部扰动的非完整轮式移动机器人编队控制问题,提出了固定时间一致性算法。首先,通过坐标变换定义了机器人动力学模型,并将扰动因子引入到模型中;其次,采用领航跟随策略,将系统的编队控制问题转换为简单的一致性跟踪问题,并... 研究了具有外部扰动的非完整轮式移动机器人编队控制问题,提出了固定时间一致性算法。首先,通过坐标变换定义了机器人动力学模型,并将扰动因子引入到模型中;其次,采用领航跟随策略,将系统的编队控制问题转换为简单的一致性跟踪问题,并将误差跟踪系统分为2个子系统;再次,通过设计双幂次趋近律和非线性函数,针对2个子系统设计了固定时间一致性控制器,使得机器人编队在固定时间内稳定收敛;然后,通过李雅普诺夫理论对控制器进行稳定性验证;最后,将所提算法与渐近收敛算法以及有限时间一致性算法进行对比,结果表明,无论机器人的初始状态如何,固定时间一致性算法都能保证快速稳定的收敛,进而说明了固定时间一致性算法的有效性。 展开更多
关键词 非完整轮式移动机器人 编队控制 固定时间 一致性控制 领航跟随法
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切换拓扑下事件触发多智能体系统预定时间一致性
19
作者 马小陆 谭毅波 +1 位作者 梅宏 房建兵 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第2期373-384,共12页
本文研究了具有非线性不确定性的多智能体系统在切换拓扑下的预定时间一致性问题,提出了基于事件触发的分布式预定时间一致性控制算法.该算法在节约资源的情况下,可使系统在预设时间内实现一致.通过代数图论和Lyapunov理论证明系统的预... 本文研究了具有非线性不确定性的多智能体系统在切换拓扑下的预定时间一致性问题,提出了基于事件触发的分布式预定时间一致性控制算法.该算法在节约资源的情况下,可使系统在预设时间内实现一致.通过代数图论和Lyapunov理论证明系统的预定时间稳定性,且不存在Zeno行为.仿真对比实验验证了所提算法的可行性和有效性.相较于有限时间控制算法,本算法的收敛时间界与初始状态无关,可通过选择单一时间参数设定系统收敛时间上界;相较于固定时间控制算法,本算法的预设收敛时间与控制算法参数无关,设定简单,且预估收敛时间具有更低的保守性. 展开更多
关键词 多智能体系统 预定时间一致性 事件触发 切换拓扑 分布式控制
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基于度量学习的收割机滚动轴承故障诊断
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作者 王子 段争光 +3 位作者 王兵 胡徐胜 周阳 章涛 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第10期112-119,共8页
为实现农业生产中收割机滚动轴承故障的诊断、节约维修成本及保障生产效率,基于度量学习思想设计匹配网络,用于实际样本较少场景下的轴承故障诊断。匹配网络具有2个结构相同的子网络,子网络提取并融合轴承振动信号的时频特征,通过计算2... 为实现农业生产中收割机滚动轴承故障的诊断、节约维修成本及保障生产效率,基于度量学习思想设计匹配网络,用于实际样本较少场景下的轴承故障诊断。匹配网络具有2个结构相同的子网络,子网络提取并融合轴承振动信号的时频特征,通过计算2个子网络输出特征向量之间的相似度来判断样本的故障类型。结果表明,所提出的模型能够准确提取轴承故障的时域和频域特征,明显区分不同类型的故障样本在特征空间的分布,其性能在可学习样本数相同的情况下最优,诊断精度最高达到99.33%。在样本数较少时,度量学习方法的准确率相比于常规训练方式更高。相比于提取单一领域特征的方法,融合时频特征的方法效果更好。 展开更多
关键词 收割机 滚动轴承 故障诊断 度量学习 匹配网络 时频特征
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