基于小脑模型关节控制器的水下机械手复合运动控制的研究及仿真

水下机械手系统是一个高度非线性强耦合的作业系统,作业环境非常复杂且受到强干扰.考虑水动力对水下机械手的作用,推导了水下机械手的动力学模型;提出了一种基于小脑模型关节控制器与PID的复合控制算法,使水下机械手具有在线学习能力,能适应复杂的水下作业环境.以二关节水下机械手为例,利用MATLAB/Simulink对水下机械手的作业控制进行了仿真研究,结果证明,该控制方法和动力学模型可以有效地用于水下机械手的控制研究.     

基于递归小脑神经网络模型控制的空间机器人关节抗死区及摩擦控制

探讨了存在关节力矩输出死区、摩擦与外部干扰的载体位姿均不受控的漂浮基空间机器人系统的动力学控制问题。设计了一种递归小脑模型关节控制器（CMAC）神经网络与死区估计补偿器,使两关节铰能够跟踪期望运动轨迹。该控制器利用摩擦双观测器估计不可测的内部摩擦状态,利用死区预补偿器消除关节力矩输出死区的影响;应用递归小脑神经网络模型逼近了包含摩擦误差及外部干扰的动力学方程不确定项。仿真结果表明了该控制方法的有效性。     

蒸煮过程有效碱浓度在线软测量技术研究

为了达到降低黑液残碱浓度，减轻蒸煮液排放对环境的污染，实现制浆生产蒸煮过程清洁生产的目的，根据电导测量液体浓度的原理，设计了连续蒸煮过程有效碱浓度在线软测量系统，并且在该测量系统中使用推断控制器来抑制现场扰动对测量结果的影响，提高测量精度和系统的稳定性。该系统和人工滴定测量相比较的结果表明，有效碱浓度在线软测量系统具有较高的精度和很好抑制现场扰动能力。     

基于CPSO与LSSVM融合的发酵过程软测量建模

发酵过程是一个复杂的时变、非线性、强耦合过程.发酵过程中的关键参量菌体浓度通常难以用传统物理传感器实时在线检测.为了测量该参数,将CPSO算法与LSSVM相结合构建发酵过程软测量模型.模型采用CPSO算法优化LSSVM软测量模型参数,克服了常规交叉验证法选取参数的耗时和盲目性.仿真结果表明,CPSO-LSSVM软测量模型较LSSVM软测量模型更能在较短的时间内获得较高的收敛精度,其平均误差为2.05％,说明该软测量模型可用于发酵过程不可在线测量的菌体浓度的实时在线软测量,并且预测精度高,预测速度快,预测能力强.该软测量建模方法也为发酵过程其他关键参量的实时在线测量提供了新的途径.     

一种自适应CMAC软测量与控制模型

通过研究了小脑模型神经网络(CMAC)存在的不足,设计了基于自适应的CMAC算法,对CMAC的重要组成部分概念映射、学习率和惯性系数进行了自适应设计,提高CMAC的计算速度和精度以满足复杂动态环境下的非线性实时控制的需要.结合沉降分离控制系统工艺优化的需求,提出了基于自适应CMAC的沉降系统软测量和控制模型,用于准确实时地预测稀释矿浆固含,在此基础上进行絮凝剂投放措施优化.工业试验说明了该模型在对化学量软测量的预测精度和快速性上具有明显的优越性,本模型已应用于某氧化铝厂工艺优化系统中动态调节絮凝剂投放量,节省了生产成本,取得了明显的经济效益.     

FCMAC在六自由度并联机构轨迹跟踪中的应用

六自由度并联机构控制系统中存在不确定性和非线性因素,使得对其轨迹跟踪的过程中会不断有误差产生.神经网络控制器以其在线自学习的功能,能实时反应并消除误差.用模糊理论对结构简单的小脑模型关节控制器(CMAC)的空间划分方式进行模糊化处理,并通过BP学习算法对CMAC的空间划分方式进行在线调整,所得到模糊小脑模型关节控制器(FCMAC)有更高的自适应能力.仿真实验结果表明,FCMAC的在线学习功能优于传统的CMAC;用FCMAC对六自由度并联构进行轨迹跟踪,能较好地消除误差,有较高的控制精度.     

基于MSADE-IT2FNN模型的软测量建模方法及应用

针对复杂工业过程某些关键参数无法有效、实时在线检测的问题，提出一种基于多策略、自适应差分进化算法(MSADE)优化的区间二型模糊神经网络(IT2FNN)软测量建模方法。首先，为了解决差分进化算法采用单一策略、固定缩放因子和交叉概率导致后期搜索能力不足的问题，提出一种多策略、自适应的差分进化算法(MSADE),该算法利用IT2FNN模型的均方根误差(RMSE)作为适应度函数，通过搜索不同规则数下的RMSE值，从而确定IT2FNN的结构(规则数)和初始参数；然后，IT2FNN模型的参数利用梯度下降法进行学习。最后，将所提模型应用到Mackey-Glass混沌时间序列的预测和酿酒过程淀粉利用率的软测量建模问题中，仿真结果验证了提出方法的有效性和优越性。     

基于神经网络的软测量模型及应用

本文提出了一种新的基于神经网络软测量模型及算法,为复杂测量系统中软测量建模提供了一种有效的途径。应用结果表明采用该算法可获得较高的测量精度。     

分布式网络的实时学习算法及其在软测量中的应用

工业过程中难以测得的过程参量可以通过易测参量进行估计，即软测量。本文基于分布式RBF神经网络提出了实时软测量方法，针对新的数据信息，或者对网络进行局部学习，或者添加子网，并对分布式网络的综合做了一些改进，文中采用CSTR模型数据进行仿真，仿真结果证实了该算法的有效性。     

基于改进粒子群算法的PID-CMAC控制器设计

小脑关节模型网络具有计算简单、学习速度快等特点,设计PID和CMAC的复合控制器既能够发挥PID控制器鲁棒性强的特点,又能够利用CMAC学习获取的知识根据输入的变化快速地做出响应,并能够提高控制系统的抗干扰能力.本文采用改进的粒子群算法对PID的控制参数进行优化,并在此基础上设计了一种新型的PID-CMAC复合控制器,通过仿真试验表明,该控制策略能够提高整个系统的控制品质.     

Quantum Cooperative Robotics and Autonomy

The intersection of Quantum Technologies and Robotics Autonomy is explored in the present paper.The two areas are brought together in establishing an interdisci...     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

基于多目标非支配解提取法的电力系统无功优化

针对传统的电力系统多目标粒子群优化算法采用权重系数法将多目标转化为单目标,从而忽视了各目标函数间的竞争关系这一问题,提出将非支配解提取法运用到电力系统多目标无功优化中,并设定了一套提取规则,以电力系统中的有功网损、电压偏差和电压稳定裕度为目标,使目标在充分竞争的情况下得出Pareto最优解,利用IEEE-14节点系统对多目标非支配解提取法的电力系统无功优化进行了仿真测试。研究结果表明,该算法一次运行可以得出多组非支配解,既有偏向单个目标的解也有兼顾所有目标的解,克服了权重系数法的盲目性和单一性,可使电力决策者根据实际问题选择最优解,具有较好的灵活性与多样性。     

Hybrid inversion method for equivalent electric charge of thunder cloud based on multi-station atmospheric electric field

This article proposes the hybrid method to inverse the equivalent electric charge of thunder cloud based on the data of multi-station atmospheric electric field. Firstly,the method combines the genetic algorithm( GA) and New ton method through the mosaic hybrid structure. In addition,the thunder cloud equivalent charge is inversed based on the forw ard modeling results by giving the parameters of the thunder cloud charge structure. Then an ideal model is built to examine the performance compared to the nonlinear least squares method. Finally,a typical thunderstorms process in Nanjing is analyzed by Genetic-New ton algorithm with the help of weather radar. The results show the proposed method has the strong global searching capability so that the problem of initial value selection can be solved effectively,as well as gets the better inversion results. Furthermore,the mosaic hybrid structure can absorb the advantages of tw o algorithms better,and the inversion position is consistent with the strongest radar echo.The inversion results find the upper negative charge is small and can be ignored,w hich means the triple-polarity charge structure is relatively scientific,w hich could give some references to the research like lightning forecasting,location tracking.     

虚拟式流体参量集成测试系统及其实现

为了实现对流体参量的自动测量,运用虚拟仪器设计思想,采用组件技术、海量数据存储技术及仪器通用化设计方法,设计并实现了虚拟式流体参量集成测试系统.该系统能同时对流体的温度、压力和流量等进行动态测试.实验室演示表明,该集成测试系统性能稳定,操作简单,功能较强大.     

COMPUTER SIMULATION OF CONTINUOUS ELECTROMAGNETIC STIRRING FOR MAKING RHEOLOGIC SEMI-SOLID SLURRY OF ZL112Y ALUMINUM ALLOY

To realize the technology of fabricating the rheologic semi-solid slurry of ZL112Y aluminum alloy via continues electromagnetic stirring process, ANSYS software was used to simulate electromagnetic force field and fluid velocity field in the alloy melt in a crucible tube in three coils. In the first section of the paper, eletromagnetic force field and fluid velocity field caused by single coil were simulated. The result of this simulation gives an average velocity of 3.2 cm/s and it is called critical velocity because a fluid velocity over it will cause a fine and spherical structure of solid primary a in a semi-solid melt. And, from this result, a reasonable temperature of semi-solid of the alloy and an electrical current intensity were established. The electrical current intensity of the result of this simulation corresponded to the current intensity used in a practice experiment, in which the primary α was obviously refined and sphericized. Based on this simulation of single coil electromagnetic stirring, in the second section of the paper, eletromagnetic force field and fluid velocity field caused by three coils were simulated. The result of the simulation shows that, 1） there is a semi-solid zone of 32 mm from bottom of the crucible tube to the upper; 2） the electrical current intensities of three coils of 400 A, 600 A, and 400 A, which were set to top range, middle range and bottom range of the tube, respectively, were the optimum parameters of electromagnetic current intensity under the condition of this investigation; and 3） under effect of these electromagnetic current intensity, the fluid velocities of the melt in the tube were 6.3 cm/s in top range, 3.75 cm/s in middle range, and 3.9 cm/s in bottom range of it, respectively.     

运用EMD和GA SVM的齿轮故障特征提取与选择

针对齿轮故障特征提取,首先将齿轮箱振动信号进行经验模态分解,得到一组固有模态函数.计算各固有模态函数的能量和矩阵的奇异值,采用Shannon熵和Renyi熵度量能量和奇异值分布,构成原始特征子集.再采用遗传算法和最小二乘支持向量机的Wrapper方法选择最优特征子集.该方法能够利用较少的特征参数集准确判别齿轮故障,提高了齿轮故障诊断的精度与效率.     

基于有限脉冲响应模型的飞机磁场补偿方法

通过分析飞机磁场数学模型,将飞机磁场表示成方向余弦与其乘积项的函数.鉴于模型参数之间存在很强的复共线性,提出了基于有限脉冲响应模型飞机磁场补偿方法.该方法将光泵磁强计和三轴磁强计的输出作为有限脉冲响应模型的输入,由带通滤波器提取信号中的变化成分,再用最小方差估计有限脉冲响应模型参数,并利用有限脉冲响应模型参数计算飞机磁场.从测量总磁场中减去飞机磁场,可得到目标信号磁场数据.最后,通过计算机仿真验证了该磁场补偿方法的有效性.