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基于融合状态预测的深度强化学习A2C的交通信号控制
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作者 叶宝林 孙瑞涛 +1 位作者 李灵犀 吴维敏 《计算机工程》 北大核心 2025年第5期33-42,共10页
现有基于强化学习的交通信号控制方法主要使用历史交通状态和当前时间步的实时交通状态来确定下一个时间步的控制策略,造成控制策略始终滞后于交通状态一个时间步。为了解决该问题,提出一种基于融合交通状态预测的深度强化学习优势演员... 现有基于强化学习的交通信号控制方法主要使用历史交通状态和当前时间步的实时交通状态来确定下一个时间步的控制策略,造成控制策略始终滞后于交通状态一个时间步。为了解决该问题,提出一种基于融合交通状态预测的深度强化学习优势演员评论家(A2C)的交通信号控制方法。首先,为了获取未来时间步的交通状态,以确保制定的控制策略能够更精准地响应实时交通状态下的决策需求,设计一个长短时记忆(LSTM)网络预测路网未来时间步的交通状态。然后,为了提高输入深度强化学习模型中数据的准确性和鲁棒性,设计一个卡尔曼滤波器对采集的历史交通状态数据和LSTM网络预测的未来交通状态数据进行融合。其次,为了使深度强化学习模型能够更全面地理解交通流量中包含的时间依赖关系,并实现更高效和稳定的交通信号控制决策,提出一种融合双向LSTM网络的A2C算法。最后,基于微观交通仿真(SUMO)平台的仿真测试结果表明,与传统交通信号控制方法和基于深度强化学习A2C的交通信号控制方法相比,该方法在低峰、平峰和高峰两种不同交通流量状态下均能够取得更好的交通信号控制效益。 展开更多
关键词 交通信号控制 优势演员评论家 交通状态预测 双向长短时记忆网络
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Ethernet与工业控制网络 被引量:60
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作者 冯冬芹 金建祥 褚健 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期23-26,35,共5页
从 Ethernet的产生和特点分析 ,分析了以前 Ethernet未能应用于工业自动化的原因 ;从 Ethernet应用于工业控制领域过程监控层网络的发展趋势 ,分析了 Ethernet应用于现场总线的可行性及需要解决的关键技术难题。最后对“e网到底”应用... 从 Ethernet的产生和特点分析 ,分析了以前 Ethernet未能应用于工业自动化的原因 ;从 Ethernet应用于工业控制领域过程监控层网络的发展趋势 ,分析了 Ethernet应用于现场总线的可行性及需要解决的关键技术难题。最后对“e网到底”应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 ETHERNET 现场总线 工业控制网络
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基于软PLC技术的磨矿过程运行控制系统及实验 被引量:18
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作者 秦岩 代伟 +1 位作者 杨杰 周平 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期309-313,317,共6页
为解决具有综合复杂特性的磨矿生产过程运行控制实验研究的难题,开发了由运行监视子系统、运行控制子系统、虚拟执行机构与检测装置和虚拟对象子系统组成的运行控制半实物仿真系统.本系统采用软PLC技术构建的嵌入式控制器实现实时运行控... 为解决具有综合复杂特性的磨矿生产过程运行控制实验研究的难题,开发了由运行监视子系统、运行控制子系统、虚拟执行机构与检测装置和虚拟对象子系统组成的运行控制半实物仿真系统.本系统采用软PLC技术构建的嵌入式控制器实现实时运行控制,采用基于C sharp语言开发的过程监测软件进行在线监测,并集成执行机构与检测运算模型和虚拟过程对象,具有实时性高、移植性好、面向工业实际等特点.基于运行控制实验系统的结果表明,该系统能够为运行控制方法的研究提供一个高效、便捷的验证环境,为运行控制算法的进一步工业应用奠定基础. 展开更多
关键词 磨矿过程 软PLC 运行控制 半实物仿真 实验系统
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基于以太网的工业控制网络实时通信模型研究 被引量:36
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作者 冯冬芹 廖智军 +1 位作者 金建祥 褚健 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期891-894,共4页
在以太网上层增加实时通信协议,可以改善以太网的确定性和实时性问题。这里在交换式以太网的基础上,介绍了一种实现实时通信的实时通信模型——令牌/生产者/消费者通信模型。
关键词 以太网 实时通信模型 生产者/消费者
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典型大时变时滞工业过程的鲁棒数字PII调节控制 被引量:4
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作者 刘翔 王文海 +1 位作者 熊斌 孙优贤 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期784-788,共5页
通过分析典型大时变时滞工业过程的特性 ,提出了一种新的数字 PI I鲁棒调节控制器的设计方法 .应用这种数字鲁棒控制器 ,闭环系统可具有大时变时滞鲁棒镇定性 ,且完全抑制定值负载干扰 .
关键词 大时变时滞工业过程 鲁棒数学PII调节控制 干扰抑制 大时滞系统 控制理论
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基于Android的工业控制监控软件设计 被引量:14
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作者 彭鑫 谭彰 +1 位作者 黄文君 王兴华 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第7期86-89,共4页
提出一种基于Android平台的工业控制移动监控软件设计方案。采用面向对象和层次化的方法,开发一个具有工业流程图显示、报警推送、安全认证等功能的监控软件。在原有工厂网络拓扑结构中架设移动终端服务器保证系统兼容性。运用Android ... 提出一种基于Android平台的工业控制移动监控软件设计方案。采用面向对象和层次化的方法,开发一个具有工业流程图显示、报警推送、安全认证等功能的监控软件。在原有工厂网络拓扑结构中架设移动终端服务器保证系统兼容性。运用Android NDK开发、多级页表映射和异步网络传输的方式提高位号点数据的传输速度,保证软件的实时性。测试结果表明,该方案能有效解决传统上位机软件只能运行于PC机端问题,具有良好的可用性。 展开更多
关键词 ANDROID系统 移动监控 控制系统 工业流程图 报警推送 页表映射 登录认证
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最优实验设计与Laplacian正则化的WNN的非线性预测控制 被引量:1
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作者 任世锦 王高峰 +2 位作者 李新玉 杨茂云 徐桂云 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2016年第5期927-940,共14页
提出了基于最优实验设计与Laplacian正则化的自适应小波神经网络(Wavelet neural network,WNN)的非线性预测控制算法。该方法迭代地从WNN隐含节点候选集选取隐含小波神经元,并使用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman filter,EKF)方法调整... 提出了基于最优实验设计与Laplacian正则化的自适应小波神经网络(Wavelet neural network,WNN)的非线性预测控制算法。该方法迭代地从WNN隐含节点候选集选取隐含小波神经元,并使用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman filter,EKF)方法调整该节点参数。为了控制WNN的复杂度,提出采用Laplacian正则化和最优实验设计选择重要的WNN隐含节点,使用最小描述长度(Minimum description length,MDL)准则确定节点数量。使用在线基于Gustafson-kesscl(GK)的模糊满意聚类算法确定WNN初始参数值和权重更新策略,该策略具有直观性和物理意义。最后给出基于WNN线性化模型的预测函数控制方法。对工业焦化装置温度控制进行仿真,结果说明了算法的有效性。 展开更多
关键词 小波神经网络 扩展卡尔曼滤波 预测控制 Laplacian正则化 满意模糊聚类
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工业废水pH值的智能区间控制 被引量:11
8
作者 杜树新 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期202-204,共3页
提出了工业废水 p H值智能区间控制方法 ,即将设定区间的上、下限作为控制设定值 ,根据中和后的 p H值动态调度所构成的两个设定值控制器 ,确保 p H值在设定区间范围内。计算机仿真及在污水处理厂的应用表明该方法具有耗药省等优点。
关键词 工业废水 PH值 区间控制 智能控制 污水处理
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无线局域网应用于工业控制系统研究 被引量:2
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作者 廖智军 冯冬芹 褚健 《机电工程》 CAS 2002年第6期36-38,共3页
该文通过对工业控制网络发展现状的分析 ,讨论了工业控制网络对无线技术的需求。并详细介绍了IEEE 80 2 .11b无线局域网标准 。
关键词 无线局域网 工业控制系统 控制网络 以太网 TCP/IP协议
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基于攻击增益的工业控制系统物理层安全风险评估 被引量:2
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作者 梁耀 冯冬芹 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期589-596,共8页
通过借鉴多输入多输出(MIMO)系统中变量配对的思想,基于相对增益阵列(RGA)设计衡量闭环状态下每个输出对不同攻击输入的敏感程度的指标,即闭环攻击增益矩阵.结合逼近理想解(TOPSIS)法,提出定量分析工业控制系统物理层安全风险的评估方法... 通过借鉴多输入多输出(MIMO)系统中变量配对的思想,基于相对增益阵列(RGA)设计衡量闭环状态下每个输出对不同攻击输入的敏感程度的指标,即闭环攻击增益矩阵.结合逼近理想解(TOPSIS)法,提出定量分析工业控制系统物理层安全风险的评估方法.通过精馏塔实验平台的案例分析,直观地展现攻击效果,验证闭环攻击增益矩阵的正确性,得出控制回流比的设备区域在该控制系统物理层中安全风险最大.实验结果表明,该评估方法能较全面地结合被控对象的客观属性,科学合理地量化评估工业控制系统物理层中潜在的安全风险. 展开更多
关键词 安全风险评估 工业控制系统物理层 多输入多输出(MIMO)系统 相对增益阵列(RGA) 闭环攻击增益矩阵 逼近理想解(TOPSIS)
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工业控制中嵌入式系统软件的研究 被引量:1
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作者 钱归平 毛维杰 苏宏业 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2002年第7期21-23,共3页
主要介绍了嵌入式实时操作系统内核以及在工业控制中的开发应用。以现场总线基于实时操作系统的开发为例 ,阐述了怎样开发现场总线的控制系统软件。
关键词 工业控制 嵌入式系统软件 实时操作系统 内核 现场总线
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基于以太网的工业控制网络实时通信模型研究 被引量:2
12
作者 冯冬芹 廖智军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z2期715-718,共4页
通过在以太网上层增加实时通信协议,可以改善以太网的确定性和实时性问题。本文在交换式以太网的基础上,介绍了一种实现实时通信的实时通信模型——令牌/生产者/消费者通信模型。
关键词 以太网 实时通信模型 生产者/消费者
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工业网络控制系统协同安全性能优化 被引量:1
13
作者 王海凤 黄文君 何之栋 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2014年第9期2172-2176,共5页
研究了在节点安全互相关特性及服务质量要求下,工业网络控制系统中网络节点安全性能部署优化问题.由网络化节点安全性能互相关的理论,引入协同安全系数表征节点安全性能,同时分析网络节点安全措施及计算性能对系统实时性的影响,以最小... 研究了在节点安全互相关特性及服务质量要求下,工业网络控制系统中网络节点安全性能部署优化问题.由网络化节点安全性能互相关的理论,引入协同安全系数表征节点安全性能,同时分析网络节点安全措施及计算性能对系统实时性的影响,以最小化网络部署总成本为目标,建立优化问题.进而采用凸规划理论将对偶问题分解为安全配置与性能配置分布式问题并使用次梯度方法求解.数值仿真结果验证了节点的互相关特性、以及安全性和实时性的制约关系,并表明该模型可以获得收敛的优化解,对工业控制网络设计与部署有指导意义. 展开更多
关键词 协同安全 安全互相关 网络部署优化 工业网络控制系统
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多学科交叉融合课程的建设——以过程装备控制技术课程为例
14
作者 邓鸿英 杨秦敏 刘毅 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第9期1704-1709,共6页
加强多学科交叉融合课程的建设,是高校培养高质量复合型创新人才的重要保障。过程装备控制技术课程内容涵盖了机械工程、控制科学与工程、化学工程、信息与通信工程等学科知识,属于典型的多学科交叉融合课程。针对该类课程知识点多而分... 加强多学科交叉融合课程的建设,是高校培养高质量复合型创新人才的重要保障。过程装备控制技术课程内容涵盖了机械工程、控制科学与工程、化学工程、信息与通信工程等学科知识,属于典型的多学科交叉融合课程。针对该类课程知识点多而分散、内容广而抽象、理论难以联系工程实际等教学共性问题,考虑过程装备与控制工程专业特色,探索积极有效的多学科交叉融合课程的教学和实践方案,包括提炼课程教学目标、精选教学内容、探讨“任务引领式”主题教学模式、设置多学科知识交叉融合的综合作业和实验、打造多元化全过程考核方式等。实施结果表明,上述方案可为深化多学科交叉融合课程建设、引入研究性教学模式、培养学生创新思维和实践能力等方面提供有益参考。 展开更多
关键词 多学科交叉融合 过程装备控制技术 课程建设 教学与实践
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基于攻击图的工业控制系统脆弱性分析 被引量:7
15
作者 高梦州 冯冬芹 +1 位作者 凌从礼 褚健 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2123-2131,共9页
为了评估工业控制系统网络安全风险和进行有效防御,提出控制系统网络安全要素的概念,将网络攻击转化为网络状态的迁移问题,搭建控制系统网络攻击图模型.建立基于专家知识经验、现有脆弱性库的脆弱性利用规则库.采用单调性假设、广度优... 为了评估工业控制系统网络安全风险和进行有效防御,提出控制系统网络安全要素的概念,将网络攻击转化为网络状态的迁移问题,搭建控制系统网络攻击图模型.建立基于专家知识经验、现有脆弱性库的脆弱性利用规则库.采用单调性假设、广度优先迭代算法、控制系统网络脆弱性规约、攻击约束函数,进行控制系统攻击图的构建与优化.根据参数初步等级量化与判断矩阵法,可计算得到攻击收益.以震网病毒为背景,设计一个仿真控制网络,通过仿真得到原始攻击图、脆弱性规约下的攻击图、约束函数下的攻击图.仿真结果表明:该方法能够根据不同安全要求级别构建攻击图,较全面地得到了可能的攻击目标、最佳的攻击目标及对应的攻击收益和攻击路径. 展开更多
关键词 工业控制系统 脆弱性 攻击图 判断矩阵法 震网
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基于粒子滤波的工业控制网络态势感知建模 被引量:19
16
作者 陆耿虹 冯冬芹 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1405-1412,共8页
粒子滤波(Particle filtering,PF)算法能有效地对工控系统这一类非线性、非高斯噪声系统进行状态估计,但在实际采用经典粒子滤波状态估计检测攻击时,实验结果显示该方法存在很高的漏检率,无法保障系统安全.因此改进经典算法,提出了基于... 粒子滤波(Particle filtering,PF)算法能有效地对工控系统这一类非线性、非高斯噪声系统进行状态估计,但在实际采用经典粒子滤波状态估计检测攻击时,实验结果显示该方法存在很高的漏检率,无法保障系统安全.因此改进经典算法,提出了基于粒子滤波输入估计的态势理解算法.该算法在考虑系统输入与输出关系的同时,结合蒙特卡洛思想,提取工控系统态势特征,计算态势指标,最终实现态势理解.实验结果表明,该算法能有效地感知持续性攻击,并判断系统态势. 展开更多
关键词 工控系统 态势感知 粒子滤波 态势理解
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一类工业过程子空间预测控制器的设计 被引量:1
17
作者 李英道 叶凌箭 宋执环 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第9期1306-1311,共6页
针对一类非线性时变、动态特性突变显著,且无法进行准确机理建模的工业过程,提出一种基于机理分析与数据驱动方法相结合的子空间预测控制方法。该方法通过比较预测误差在线更新预测模型,并能根据能够根据反馈误差调整滚动窗口长度,增强... 针对一类非线性时变、动态特性突变显著,且无法进行准确机理建模的工业过程,提出一种基于机理分析与数据驱动方法相结合的子空间预测控制方法。该方法通过比较预测误差在线更新预测模型,并能根据能够根据反馈误差调整滚动窗口长度,增强了控制器对非线性时变特征的适应能力以及对不可测干扰的抑制能力。最后,通过对废杂铜冶炼过程的实际运行数据进行仿真研究,验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 工业过程 废杂铜 数据驱动 自适应 子空间预测控制器
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面向工业数据调和、参数估计与过程模拟的精馏系统一体化平台设计
18
作者 胡玉洁 陶新渝 陈曦 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期897-908,共12页
过程数据是化工过程系统模拟与优化的基础,但是对于很多生产过程,部分重要变量并未设置测量点从而无法获得数据,可以采集到的数据也通常具有可信度差的特点。数据调和与参数估计是解决数据可信度差和数据缺失的两种有效方法,但是目前的... 过程数据是化工过程系统模拟与优化的基础,但是对于很多生产过程,部分重要变量并未设置测量点从而无法获得数据,可以采集到的数据也通常具有可信度差的特点。数据调和与参数估计是解决数据可信度差和数据缺失的两种有效方法,但是目前的研究更多只针对其中一种方法,联合方法研究较少。因此针对精馏系统数据缺失和具有显著误差的物理输入,提出一种数据调和-参数估计-过程模拟的一体化框架,并制定加速求解算法,对框架双层结构的内外两层做简化加速处理,并设计兼顾收敛性与效率的稳态模拟算法应用于内层优化。此外面向原始工业数据,引入小波变换实现连续时段工业数据的自动判稳,不再需要人为划分稳态工况,在自动判别划分稳态工况的基础上逐工况调用所设计的一体化框架便可全自动完成计算分析。最终将研究内容应用于苯二胺精馏系统,划分好所有稳态工况后计算成功的工况达到98%,结果表明框架及算法具有较好的适用性与收敛性。 展开更多
关键词 过程系统 数据调和 参数估计 精馏 物理输入 小波变换 苯二胺
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三级倒立摆系统基于滑模的鲁棒控制 被引量:15
19
作者 张克勤 苏宏业 +1 位作者 庄开宇 褚健 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期404-409,共6页
倒立摆系统被公认为自动控制理论中的一个典型的试验设备 .利用了一种基于滑模的鲁棒控制方法对一个具有单控制输入的三级倒立摆系统进行闭环控制的综合设计及仿真研究 .由于倒立摆系统结构的特殊性以及控制的复杂性 ,传统的状态反馈控... 倒立摆系统被公认为自动控制理论中的一个典型的试验设备 .利用了一种基于滑模的鲁棒控制方法对一个具有单控制输入的三级倒立摆系统进行闭环控制的综合设计及仿真研究 .由于倒立摆系统结构的特殊性以及控制的复杂性 ,传统的状态反馈控制方法很难达到预期的控制效果 ,这种方法不但可以达到所期望的性能要求 ,同时使得倒立摆系统从初始时刻开始就运行在滑模面上 ,从而使系统具有较强的鲁棒性 .仿真结果表明了该控制方法的有效性和可行性 . 展开更多
关键词 三级倒立摆系统 滑模控制 鲁棒控制 自动控制理论 系统结构 鲁棒稳定性
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一种全方位移动机器人的运动分析与控制实现 被引量:43
20
作者 张翮 熊蓉 +1 位作者 褚健 丁冠英 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1650-1653,1672,共5页
为达到在动态环境下,对机器人进行实时控制的目的,提出一种全方位移动机器人运动控制器的设计方法.以足球机器人Robocup作为实验平台,全方位移动机器人作为研究对象,通过研究具有四组正交轮组成的移动机构运动机理,在将机器人运动进行... 为达到在动态环境下,对机器人进行实时控制的目的,提出一种全方位移动机器人运动控制器的设计方法.以足球机器人Robocup作为实验平台,全方位移动机器人作为研究对象,通过研究具有四组正交轮组成的移动机构运动机理,在将机器人运动进行分析的基础上,以数字信号处理器(DSP)为核心,引入专家比例积分微分(PID)速度控制器,实现了对机器人的控制.实验结果表明,该设计方法有很好的实时性和一定的鲁棒性,在实际比赛中,实现了对全方位移动机器人的快速、实时、准确控制. 展开更多
关键词 全方位移动机器人 控制实现 DSP
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