基于观测器的复杂网络事件触发量化同步控制

1

作者 黄玲 王云飞 张恒艳 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第3期511-520,共10页

针对复杂网络状态不可得的情况,设计一种基于观测器的具有事件触发策略的量化同步控制器.为了减少通信次数和计算负担,引入事件触发方案和对数量化器.首先,对不可测的系统状态设计分布式状态观测器,考虑事件触发方案和量化对系统的影响... 针对复杂网络状态不可得的情况,设计一种基于观测器的具有事件触发策略的量化同步控制器.为了减少通信次数和计算负担,引入事件触发方案和对数量化器.首先,对不可测的系统状态设计分布式状态观测器,考虑事件触发方案和量化对系统的影响,建立同步误差和观测误差的联合误差模型;其次,依据Lyapunov稳定性理论、Schur补引理、柯西不等式,得到具有线性矩阵不等式形式(LMI)的联合误差系统渐近稳定的充分条件,同时给出状态观测器和控制器增益求解方法;然后,证明对于所提出的事件触发条件,芝诺(Zeno)行为可以被排除,并且得到事件触发间隔的最小下界;最后,通过一个数值例子验证所提方法的有效性. 展开更多

关键词 复杂网络 事件触发策略 观测器 对数量化器 同步控制

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基于自主移动抓取机器人的多功能实验教学平台设计 被引量：8

2

作者 孙明晓 王潇 +2 位作者 胡军 栾添添 刘鹏飞 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第4期140-146,共7页

为了满足新工科专业建设对机器人工程人才培养中实验教学的实际需求,该文设计了一种自主移动抓取机器人的多功能实验教学平台。平台由装配激光雷达的机器人运动底盘、末端装配深度相机及柔性夹爪的六轴伺服机械臂组成,集成了基于粒子滤... 为了满足新工科专业建设对机器人工程人才培养中实验教学的实际需求,该文设计了一种自主移动抓取机器人的多功能实验教学平台。平台由装配激光雷达的机器人运动底盘、末端装配深度相机及柔性夹爪的六轴伺服机械臂组成,集成了基于粒子滤波的Gmapping算法场景建图、A*算法+TEB(time elastic band)算法的路径规划和自主导航、基于Aruco_detect算法的视觉识别与抓取功能,实现了基于机器人操作系统(ROS)的仿真场景搭建、数据仿真等。基于该平台,学生可掌握ROS、定位与建图、自主导航、物体识别与抓取等前沿技术,通过仿真与实物相结合的教学方式,学生可深入理解机器人的实际运行机制,掌握机器人系统的开发方式,提升学习效果和应用能力。 展开更多

关键词 机器人实验平台 机器人操作系统 同时定位与建图技术 自主导航 视觉抓取

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基于sEMG的人机交互随动控制研究

3

作者 尤波 刘嘉琦 +2 位作者 程晨晨 刘宇飞 李佳钰 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第3期123-142,共20页

针对人机交互条件下机械臂抓取任务中的随动性较差,导致操作流畅性较低、轨迹跟踪不理想等问题,提出了一种基于表面肌电信号(sEMG)的人机交互随动控制方法。首先,利用双gForcePro+臂环IMU数据获取肩、肘关节角度,并结合sEMG信号的特征提... 针对人机交互条件下机械臂抓取任务中的随动性较差,导致操作流畅性较低、轨迹跟踪不理想等问题,提出了一种基于表面肌电信号(sEMG)的人机交互随动控制方法。首先,利用双gForcePro+臂环IMU数据获取肩、肘关节角度,并结合sEMG信号的特征提取,通过PSO-GRNN模型估计腕关节角度,建立人手臂与机械臂的映射关系,实现机械臂的随动控制。实验结果表明,PSO-GRNN模型在腕关节角度估计中的均方根误差(RMSE)相比传统GRNN方法分别降低了62.39%和55.18%,有效提升了控制精度。为进一步提升抓取任务中的控制精度,提出了一种基于CNN-LSTM网络的手势识别方法,实现夹爪的实时控制。同时,结合sEMG信号与实际刚度的映射关系,构建了一种人体上肢刚度估计算法,并将刚度调节信息引入自适应RBF-NFTSMC控制器,实现机械臂的柔顺控制。实验结果表明,优化后的RBF-NFTSMC方法相比传统NFTSMC方法,在轨迹跟踪误差上降低了约30.2%,并增强了系统的抗干扰能力。此外,为验证sEMG变刚度控制策略的有效性,搭建了基于双gForcePro+臂环和UR3e机械臂的实验平台。实验结果表明,基于sEMG变刚度控制的机械臂末端轨迹更接近目标轨迹,相较固定刚度控制方法,轨迹跟踪误差降低了24.6%,并改善机械臂在与物体交互时的柔顺性,提升了机械臂的稳定性、适应性。 展开更多

关键词 柔性机械臂 随动控制 肌电信号 变刚度

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SCARA机器人和图像处理实验教学平台设计 被引量：4

4

作者 尤波 武江博 +2 位作者 李东洁 李佳钰 孙明晓 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第9期91-94,共4页

设计了SCARA四轴机器人教学实验平台。平台主要由四轴机器臂和机器视觉检测系统组成,在VS2015+Opencv3.0环境下进行保险片颜色检测,通过可编程控制机械臂实现自动化的保险片插接任务。实验表明,该平台有较高的运行速度和准确率,并且支... 设计了SCARA四轴机器人教学实验平台。平台主要由四轴机器臂和机器视觉检测系统组成,在VS2015+Opencv3.0环境下进行保险片颜色检测,通过可编程控制机械臂实现自动化的保险片插接任务。实验表明,该平台有较高的运行速度和准确率,并且支持二次开发,可以满足学生对不同方法的探索。 展开更多

关键词 SCARA机器人 汽车保险片 边缘检测 模板匹配

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基于观测器的周期拒绝服务攻击网络化系统动态事件触发控制 被引量：9

5

作者 黄玲 郭婧 张恒艳 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期851-861,共11页

针对具有周期拒绝服务(DoS)攻击的网络化系统,设计一种基于观测器的具有动态事件触发策略的控制器.首先,通过DoS攻击对网络化系统的影响建立了DoS攻击模型,采用切换系统的方法,将具有DoS攻击的网络化系统分为DoS攻击活跃子系统和DoS攻... 针对具有周期拒绝服务(DoS)攻击的网络化系统,设计一种基于观测器的具有动态事件触发策略的控制器.首先,通过DoS攻击对网络化系统的影响建立了DoS攻击模型,采用切换系统的方法,将具有DoS攻击的网络化系统分为DoS攻击活跃子系统和DoS攻击休眠子系统.对不可测的系统状态设计状态观测器,通过在静态事件触发中引入一个内部动态参数,设计了动态事件触发机制.利用动态事件触发序列设计基于观测器状态的控制器,同时,为保证系统在DoS攻击活跃期间子系统的稳定性,将当前最后一次成功触发状态作为DoS攻击活跃的控制信号,通过引入两个辅助函数得到闭环增广系统.其次,依据Lyapunov稳定性理论、Jensen’s不等式和Schur补引理,得到两个切换子系统稳定充分条件,在此基础上引入DoS攻击限制得到具有LMI形式的切换系统渐近稳定的充分条件,同时给出了状态观测器、控制器和动态事件触发协同设计的参数.最后,通过一个数值例子验证所提方法的有效性. 展开更多

关键词 网络化系统 DOS攻击 动态事件触发 切换系统 观测器

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基于深度学习的工业轴承缺陷检测算法研究

6

作者 张彪 荀荣科 许家忠 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期136-149,共14页

针对现有轴承缺陷检测算法准确率低、存在误检以及漏检现象严重的问题,为解决这些问题,提出了一种基于YOLOv8n的轴承缺陷检测算法(LASW-YOLOv8)。该算法在YOLOv8n的基础上,引入了轻量化且高效的LiteShiftHead检测头,结合SPConv、REG和CL... 针对现有轴承缺陷检测算法准确率低、存在误检以及漏检现象严重的问题,为解决这些问题,提出了一种基于YOLOv8n的轴承缺陷检测算法(LASW-YOLOv8)。该算法在YOLOv8n的基础上,引入了轻量化且高效的LiteShiftHead检测头,结合SPConv、REG和CLS模块,提升了特征提取、目标框回归和类别分类的效率与准确性。此外,算法还引入了自适应旋转卷积核模块(ARConv),增强了对多方向缺陷的检测能力;颈部网络优化模块(SAF)进一步提升了特征提取效率;同时采用Inner-WIoU损失函数,通过优化边界框定位精度并增强对小目标及复杂形状缺陷的检测能力。实验结果表明,LASW-YOLOv8算法在多个性能指标上优于其他主流算法。该算法的准确率和召回率分别提升至97.2%和96.6%,相较于YOLOv8n分别提高了3.4%和4.5%。同时,mAP0.5和mAP0.5:0.95分别达到了98.9%和73.3%,并且在运行速度上实现了83 fps。这些结果充分证明了所提改进算法的有效性,不仅能有效减少误检和漏检现象,还满足了工业检测对高准确率和实时性的要求。此外,在东北大学公共数据集(NEU-DET)的实验中,LASW-YOLOv8算法在准确率、召回率、mAP0.5和mAP0.5:0.95这4个关键指标上均表现最佳,分别为79.3%、79.9%、84.1%和49.1%,优于其他主流算法。这一表现证明了LASW-YOLOv8算法具有出色的泛化能力和鲁棒性。 展开更多

关键词 轴承缺陷检测 LASW-YOLOv8 LiteShiftHead ARConv Inner-WIoU损失函数

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基于动态寻优蚁群算法的移动机器人路径规划 被引量：1

7

作者 张彪 李永强 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第3期74-85,共12页

路径规划算法是移动机器人研究的关键环节,蚁群算法正是较为成熟的一种算法,针对移动机器人路径规划算法所存在的收敛速度慢,转折点多,稳定性差等问题,提出了一种改进的动态寻优蚁群算法(IDOACO),并通过3种措施进行改进。首先,设置带有... 路径规划算法是移动机器人研究的关键环节,蚁群算法正是较为成熟的一种算法,针对移动机器人路径规划算法所存在的收敛速度慢,转折点多,稳定性差等问题,提出了一种改进的动态寻优蚁群算法(IDOACO),并通过3种措施进行改进。首先,设置带有方向指引的启发式信息,通过角度引导因子增强路径规划的目的性;其次,在伪随机状态转移概率中引入障碍排除因子和安全系数,提高路径的安全性;然后,提出多目标评价函数,平衡路径长度和能源损耗,实现路径规划的全局优化;最后,搭建动态避障调整模块,实时评估和调整路径,实现即时动态避障功能。将IDOACO算法进行实验对比,实验结果表明,在复杂地图环境下,IDOACO算法相较于现有算法,平均路径长度提升了约4.63%和11.78%,收敛速度标准偏差分别提高了55.21%和66.27%,实验表明IDOACO算法生成的最短路径不仅收敛更快,转弯次数更少,且具有更高的稳定性和收敛精度,随后成功验证了动态避障效果,最后将改进的算法应用于ROSMASTER-X3移动机器人,设置不同的目标点进行实际路径规划,实验结果表明,该算法可有效解决移动机器人路径规划中所面临的问题,具有一定的实际应用价值。 展开更多

关键词 蚁群算法 路径规划 移动机器人 启发式机制 动态避障

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面向自主水下机器人的深海污染物检测

8

作者 张彪 朱振洋 许家忠 《光学精密工程》 北大核心 2025年第11期1803-1817,共15页

海洋垃圾是全球性环境问题的主要组成部分,自主水下机器人可以在一定程度上清理深海垃圾。为了能够快速准确地检测深海垃圾,利用深度学习的方法建立了一个轻量级检测模型(Deep-sea debris yolo,Debris-yolo)。基于全球海洋学数据中心(GO... 海洋垃圾是全球性环境问题的主要组成部分,自主水下机器人可以在一定程度上清理深海垃圾。为了能够快速准确地检测深海垃圾,利用深度学习的方法建立了一个轻量级检测模型(Deep-sea debris yolo,Debris-yolo)。基于全球海洋学数据中心(GODAC)推出的Deep-sea debris数据库创建了深海垃圾数据集。引入改进的BiFPN特征融合网络,减少模型参数数量,提高模型区分背景的能力。然后,设计了轻量级检测头,降低了计算复杂度,提高了深海垃圾检测模型的实用性和可部署性。最后,提出Wise-DIoU(Wise Distance Intersection over Union)损失函数,抑制低质量的样本对模型的干扰,使模型能够更准确地定位深海垃圾。在训练过程中,采用数据增强和自适应色彩均衡水下复原对训练数据集进行增强。实验结果表明,与YOLOv8n相比,本文提出模型Debris-yolo的mAP_(0.5)和mAP_(0.5∶0.95)分别提高了1.3%和1.6%,参数量和GFLOPS分别减少了48.2%和36%。 展开更多

关键词 计算机视觉 目标检测 水下机器人 深海垃圾

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多延时输入下压电驱动器迟滞建模及实验验证 被引量：4

9

作者 杨柳 石树先 李东洁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1501-1508,共8页

压电陶瓷驱动器(PEAs)是一种多用于在精密仪器仪表中实现高速、高精度定位的智能驱动器。然而,其自身存在迟滞、蠕变等非线性,尤其是迟滞特性严重影响了压电驱动器的的控制精度。针对迟滞建模中的不对称和速率相关问题,提出一种多延时输... 压电陶瓷驱动器(PEAs)是一种多用于在精密仪器仪表中实现高速、高精度定位的智能驱动器。然而,其自身存在迟滞、蠕变等非线性,尤其是迟滞特性严重影响了压电驱动器的的控制精度。针对迟滞建模中的不对称和速率相关问题,提出一种多延时输入Prandtl-Ishlinskii(MDPI)模型,基于传统PI模型引入了一组延时输入来描述迟滞的率相关特性,随后加入了偏移系数用于改善模型的非对称性。最后,在压电微运动平台上采集了1~100 Hz的1 V正弦信号实验数据,并与率相关PI模型和动态延迟PI模型进行了模型精度对比。实验结果表明,相比另外两个动态PI模型,该模型能够更准确地描述PEAs的动态特性和迟滞特性。在50 Hz和100 Hz下,MDPI模型最大绝对误差(MAE)分别为0.0815μm和0.1429μm,均方根误差(RMSE)分别为0.0095μm,0.0119μm。相较二者该模型均方根误差精度分别平均提高了72.46%和64.21%。 展开更多

关键词 压电驱动器 多延时输入 Prandtl-Ishlinskii 动态迟滞

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基于机器视觉的奶粉盖信息缺陷筛选实验教学平台设计 被引量：1

10

作者 闫金科 尤波 +3 位作者 武江博 李东洁 李佳钰 唐广旭 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第1期147-152,共6页

文章介绍了所开发的生产线中奶粉盖信息提取及缺陷检测实验平台。该平台由下位机和上位机两部分组成,主要针对奶粉盖印刷错误进行筛选。下位机由成像系统、流水线控制系统以及剔除缺陷产品动作系统组成。上位机主要由人机交互界面、奶... 文章介绍了所开发的生产线中奶粉盖信息提取及缺陷检测实验平台。该平台由下位机和上位机两部分组成,主要针对奶粉盖印刷错误进行筛选。下位机由成像系统、流水线控制系统以及剔除缺陷产品动作系统组成。上位机主要由人机交互界面、奶粉盖字符信息和二维码信息提取系统组成。在VS2017+Opencv4.1+Zbar的环境下运行,利用人机交互界面,满足系统可视化控制。下位机利用32位单片机控制,满足实际工厂生产需求。 展开更多

关键词 奶粉盖生产信息 图像处理 支持向量机 二维码识别 字符识别

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基于齐次系统理论的多船有限时间饱和包容控制 被引量：1

11

作者 马俊达 谭冲 范佳佳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1779-1787,共9页

针对多领导者船舶编队控制问题,本文基于齐次系统有限时间稳定性理论,利用特定饱和约束函数,提出一种数学形式简化的有限时间饱和包容控制策略,实现船舶在有限时间内收敛于由虚拟领航船张成的凸包内,并保持其姿态镇定。将船舶模型化为... 针对多领导者船舶编队控制问题,本文基于齐次系统有限时间稳定性理论,利用特定饱和约束函数,提出一种数学形式简化的有限时间饱和包容控制策略,实现船舶在有限时间内收敛于由虚拟领航船张成的凸包内,并保持其姿态镇定。将船舶模型化为积分形式,利用自身状态信息以及其他船舶的状态信息,提出一种饱和包容控制律;考虑闭环系统的非齐次性,综合图论知识、Lyapunov稳定性理论以及齐次系统稳定性理论等方面内容,从理论上证明编队系统中所有状态变量能够在有限时间内收敛;仿真结果证明了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 多船 有限时间控制 齐次系统理论 包容控制 输入饱和约束 李雅普诺夫稳定性理论 船舶编队控制 图论

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动态约束下船舶固定时间非奇异滑模包容控制 被引量：2

12

作者 马俊达 孙鹤方 +2 位作者 谭冲 辛华健 刘可 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期167-176,共10页

为了解决动态约束下的无人船鲁棒包容控制问题,以固定时间稳定性理论为基础,结合预设性能函数和滑模控制技术,提出一种固定时间非奇异滑模鲁棒包容控制律。首先,设计固定时间扩张观测器,对速度不可测以及集总不变项进行估计。然后,通过... 为了解决动态约束下的无人船鲁棒包容控制问题,以固定时间稳定性理论为基础,结合预设性能函数和滑模控制技术,提出一种固定时间非奇异滑模鲁棒包容控制律。首先,设计固定时间扩张观测器,对速度不可测以及集总不变项进行估计。然后,通过设计性能函数实现对包容跟踪偏差的约束,结合转换函数转换成无约束问题对包容控制偏差进行约束控制。进一步,构造非奇异滑模面并设计固定时间趋近律,实现跟随船在固定时间内收敛至虚拟领导船张成的凸包内。最后,利用固定时间稳定性理论证明系统误差在固定时间内收敛于平衡点。仿真结果说明,所提控制律可以使多无人船在固定时间内形成高精度且稳定的编队形式并且在设置的预设性能下实现包容控制偏差的收敛。 展开更多

关键词 多船编队 包容控制 固定时间控制 扩张观测器 非奇异滑模 动态约束

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基于力估计与切换控制的六足机器人三边遥操作 被引量：4

13

作者 李佳钰 黄启霖 +2 位作者 尤波 张喜洋 丁亮 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期253-264,共12页

传统三边遥操作系统的力传感器对主从端交互力进行测量时局限性较大,且在共享权重切换时易导致系统不稳定,本文设计基于力估计与权重切换控制的六足机器人三边遥操作控制架构。针对系统各端口交互力信息缺失的问题,设计一种非线性交互... 传统三边遥操作系统的力传感器对主从端交互力进行测量时局限性较大,且在共享权重切换时易导致系统不稳定,本文设计基于力估计与权重切换控制的六足机器人三边遥操作控制架构。针对系统各端口交互力信息缺失的问题,设计一种非线性交互力估计器,实现对各端口间交互力的实时估计。聚焦双操作者控制权重动态调整过整中的柔顺切换问题,本文基于共享控制策略,设计权重因子自适应切换算法。为保证所提出系统的稳定性及透明度,融合力估计器及权重切换算法,设计遥操作系统的控制器。通过力反馈设备分别和Vortex与ElSpider六足机器人搭建半物理仿真平台与实物实验平台,对本文提出控制方法进行验证。相对于传统三边遥操作,实验表明在平坦地形下速度跟踪性提高了45.12%,力跟踪提高了64.71%;在崎岖地形下速度跟踪提高了39.02%,力跟踪提高了29.41%。 展开更多

关键词 六足机器人 三边遥操作 交互力估计 共享控制 权重因子动态调节

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二自由度云台非线性反步控制器设计 被引量：3

14

作者 黄金杰 梁恒愉 +2 位作者 宫煜晴 汪文 孙晓波 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期148-154,共7页

针对二自由度云台的跟踪控制问题,依据反步法控制思想,提出一种基于增广李雅普诺夫函数的反步控制器设计方法。首先建立二自由度云台的非线性数学模型,并为模型的机械子系统设计了虚拟输入,根据实际控制目标求解虚拟输入的具体表达式。... 针对二自由度云台的跟踪控制问题,依据反步法控制思想,提出一种基于增广李雅普诺夫函数的反步控制器设计方法。首先建立二自由度云台的非线性数学模型,并为模型的机械子系统设计了虚拟输入,根据实际控制目标求解虚拟输入的具体表达式。其次基于增广李雅普诺夫函数,引入跟踪误差将机械子系统改写为线性微分方程,利用其特征方程根的特点,推导系统实际的控制律,以及控制器参数需满足的条件。最后数值实例采用了电动云台拍摄系统远距离跟踪拍摄风电叶片表面图像,对水平和俯仰方向追踪风机叶片上某一目标点的期望轨迹进行仿真,系统经过4.05 s可达到预期跟踪性能,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 非线性系统 二自由度云台 反步法 虚拟输入 增广李雅普诺夫函数 全局渐近稳定

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基于多尺度残差双域注意力网络的乳腺动态对比度增强磁共振成像肿瘤分割方法 被引量：1

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作者 刘侠 吕志伟 +2 位作者 李博 王波 王狄 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1774-1785,共12页

针对乳腺肿瘤大小形态多变、边界模糊以及前景与背景间严重类不平衡的问题,该文提出一种多尺度残差双域注意力融合网络。该网络以多尺度卷积构成的多尺度残差块作为基本搭建模块,通过提取多尺度特征和优化梯度传播通道提高其识别不同尺... 针对乳腺肿瘤大小形态多变、边界模糊以及前景与背景间严重类不平衡的问题,该文提出一种多尺度残差双域注意力融合网络。该网络以多尺度卷积构成的多尺度残差块作为基本搭建模块,通过提取多尺度特征和优化梯度传播通道提高其识别不同尺寸目标的能力,同时融入双域注意力单元,提高网络的边缘识别和边界保持能力。另外该文提出一种混合自适应权重损失函数改善网络优化方向,缓解正负样本极度不均衡的影响。实验结果表明,该文所提方法的平均骰子相似系数(Dice)值达到0.8063,较U形网络(UNet)提高5.3%,参数量下降73.36%,具有更优的分割性能。 展开更多

关键词 乳腺肿瘤分割 多尺度残差块 双域注意力 混合自适应权重损失函数

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联合超声甲状腺结节分割与分类的多任务方法研究 被引量：1

16

作者 刘侠 吕志伟 +2 位作者 王波 王狄 谢林浩 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期764-774,共11页

针对超声图像中甲状腺结节多尺度、结节边缘模糊、良恶分类不平衡问题,提出一种联合超声甲状腺结节分割与分类的多任务方法。以全卷积网络作为主干共享网络,将提取到的浅层特征共享给多任务分支网络,在分割网络分支中,先加入深层卷积块... 针对超声图像中甲状腺结节多尺度、结节边缘模糊、良恶分类不平衡问题,提出一种联合超声甲状腺结节分割与分类的多任务方法。以全卷积网络作为主干共享网络,将提取到的浅层特征共享给多任务分支网络,在分割网络分支中,先加入深层卷积块,获取分割分支深层特征,再对深层特征进行上采样。本文提出一种改进卷积注意力模块的多尺度卷积注意力模块,将上采样结果与主干共享网络每个特征提取阶段经过带有多尺度卷积注意力模块跳跃连接后的特征张量进行拼接,减少结节边缘模糊问题,提高分割性能。同时将多尺度卷积注意力模块融入到分类分支中,优化分类性能。实验结果表明:本文所提多任务方法能有效提升分割和分类的精度,较单任务深度学习网络具有更优的分割与分类性能,能有效处理甲状腺结节多尺度、结节边缘模糊的问题,降低良恶分类不平衡带来的影响。 展开更多

关键词 深度学习 多任务学习 甲状腺结节超声图像 图像分割 图像分类 深层卷积块 多尺度卷积注意力模块 残差结构

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基于频谱相关性分析的齿轮早期磨损诊断 被引量：3

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作者 王宏民 禅亮 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期18-25,共8页

基于振动分析的齿轮故障检测已被证明在故障识别中是有效的,但对表征早期磨损的振动信号的提取和识别仍没有得到很好的解决.本文提出一种基于频谱相关性分析的变分模态分解(VMD)和核支持向量机(SVM)相结合的齿轮早期磨损诊断方法,对能... 基于振动分析的齿轮故障检测已被证明在故障识别中是有效的,但对表征早期磨损的振动信号的提取和识别仍没有得到很好的解决.本文提出一种基于频谱相关性分析的变分模态分解(VMD)和核支持向量机(SVM)相结合的齿轮早期磨损诊断方法,对能够揭示早期磨损状态的微弱齿轮振动信号采用近似完全重构的准则来初始化模式数,并采用信号功率谱密度最大值对应的频率初始化VMD方法的中心频率,用以有效提取齿轮磨损信息,进而结合核支持向量机进行齿轮的早期磨损诊断.实验结果表明,所提方法可有效克服背景噪声大无法预设模式数的问题,对噪声具有更好的鲁棒性,诊断准确率达到94.4%,可为齿轮早期磨损检测提供解决方法. 展开更多

关键词 齿轮振动信号的提取 早期磨损诊断 频谱相关性分析 变分模态分解 支持向量机

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具有DoS攻击非线性网络的动态事件触发控制 被引量：3

18

作者 黄玲 孙晓宇 +1 位作者 蔺小娜 郭婧 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1033-1042,共10页

针对非线性网络控制系统存在的拒绝服务(DoS)攻击设计一种具有动态事件触发策略的H;安全控制器.首先,将DoS攻击引起的丢包影响作为触发条件的不确定性,针对这个不确定性以及在静态事件触发中引入一个内部动态参数,设计动态事件触发机制... 针对非线性网络控制系统存在的拒绝服务(DoS)攻击设计一种具有动态事件触发策略的H;安全控制器.首先,将DoS攻击引起的丢包影响作为触发条件的不确定性,针对这个不确定性以及在静态事件触发中引入一个内部动态参数,设计动态事件触发机制,在此基础上设计具有H;性能的安全控制器.然后,考虑网络通道中网络诱导时延对系统的影响,建立能够体现时延上下界信息的Lyapunov-Krasovskii泛函,依据Lyapunov稳定性理论、Young’s不等式、Schur补引理、单边Lipschitz条件、二次内有界和动态事件触发条件推导出系统存在安全控制器的条件,继续利用一些特殊导数,将双线性矩阵不等式转化为一组线性矩阵不等式,从而实现触发参数与反馈增益的协同设计,同时保证存在DoS攻击的安全性能.最后,通过一个数值例子验证所提方法的有效性. 展开更多

关键词 非线性网络化系统 DOS攻击 动态事件触发 H∞控制器 Young’s不等式

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基于变波阻抗控制策略的六足机器人双边遥操作

19

作者 李佳钰 张喜洋 +2 位作者 于晓洋 刘宇飞 尤波 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期119-129,共11页

针对变时延条件下六足机器人行进任务中的跟踪性较差问题,本文提出了一种基于波阻抗在线补偿策略的六足机器人双边遥操作控制方法。该策略以四通道控制架构为基础,采用时延预估器对通信时延进行预估,并设计波阻抗在线调整规则,以此提高... 针对变时延条件下六足机器人行进任务中的跟踪性较差问题,本文提出了一种基于波阻抗在线补偿策略的六足机器人双边遥操作控制方法。该策略以四通道控制架构为基础,采用时延预估器对通信时延进行预估,并设计波阻抗在线调整规则,以此提高系统的跟踪性。同时结合时域无源性控制方法,对通信环节与环境端潜在的有源性进行二次补偿,保证系统的绝对无源,利用Llewellyn准则设计主从端的控制律参数。搭建基于Vortex半物理仿真实验平台与实物实验平台对本文所提出的方法进行验证。实验结果表明变波阻抗控制结合时域无源性控制可以保证系统的无源性,相对于传统双边遥操作速度跟踪性提高了84.3%,力波动范围降低了84.7%。 展开更多

关键词 六足机器人 遥操作 变时延 变波阻抗 时域无源控制

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基于驾驶员模型的六足机器人自主/协同决策 被引量：4

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作者 陈潇磊 尤波 +2 位作者 李佳钰 丁亮 董正 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期91-100,共10页

重载六足机器人在野外地形环境移动作业时的决策智能水平亟待提高。然而,当机器人在尚未形成合理的决策结构层次时,直接采用其与环境进行交互方式进行常规的强化学习训练,将导致机器人的行为决策过于发散。因此,本文首先利用一种符合驾... 重载六足机器人在野外地形环境移动作业时的决策智能水平亟待提高。然而,当机器人在尚未形成合理的决策结构层次时,直接采用其与环境进行交互方式进行常规的强化学习训练,将导致机器人的行为决策过于发散。因此,本文首先利用一种符合驾驶员决策逻辑的分步训练神经网络,得到驾驶员的决策经验模型,使机器人快速形成自主决策智能。此外,为融合人机决策优势,本文基于合作博弈理论,提出一种消除人机协同决策指令冲突的方法。搭建面向重载六足机器人人机协同决策的半物理仿真实验系统,开展实验的结果表明,机器人通过学习驾驶员先验模型和自主训练,其决策效果可接近驾驶员决策水平,同时人机协同决策指令可有效弥补单智能体决策指令的缺陷,在规则沟壑地形下协同决策指令的碰撞率指标优于驾驶员单智能体指令23.8%,障碍地形下协同决策指令的能量消耗指标优于机器自主单智能体指令34.1%。 展开更多

关键词 六足机器人 协同决策 驾驶员先验模型 半物理仿真 神经网络

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