陆用运动体控制系统发展现状与趋势

在高技术战争的背景下，陆用运动体控制系统呈现出数字化、智能化、网络化、无人化的发展趋势.面向未来作战需求，陆用运动体控制系统必须更加高效、可靠、自主与智能.本文针对陆用运动体控制系统的环境与态势感知，火力指挥与控制，多平台协同以及维修保障与健康管理对当前主要研究成果和最新进展做了简要综述.在总结国内外的现有研究成果的基础上，指出了目前存在的挑战与未来的研究方向.     

数字化陆用武器系统中的建模、优化与控制

从复杂一体化武器系统的体系结构设计与优化、一体化指挥控制中的优化与决策、 高速多维度运动体的参数辨识与状态估计、多智能平台的协同控制、 非线性随动系统建模与控制五个方面阐述了数字化陆用武器系统中涉及的的建模、优化与控制问题, 涵盖了陆用武器系统中的指挥控制、 火力控制和武器平台的控制. 在对五个方面的国内外研究现状进行论述与分析的基础上, 指出需要进一步研究的问题和未来研究展望.     

天空地一体化网络环境下多运动体系统跨域协同控制与智能决策

近年来,基于云控制技术的天空地异构多运动体系统的研究得到学界的关注,天空地跨域多运动体通过互联、互通、互操作,能够实现信息共享与融合、行为交互与协调、任务协同与合作,促进系统功能互补、效能倍增,从而提升面对复杂环境和任务的应对能力.鉴于此,详细阐述天空地异构多运动体系统的跨域协同控制与智能决策研究进展.首先,介绍天空地一体化网络环境下多运动体系统的内涵和云框架下的天空地移动云构成要素,以及代表性的研究进展;然后,从智能云控制和决策角度阐述天空地异构多运动体系统的研究现状,给出云控制与决策框架下的解决方案.最后,从集群管理、跨域协同感知、控制与决策等方面提出天空地异构多运动体系统需要解决的关键问题和技术,并对未来可能的研究方向进行讨论与展望.     

多智能体系统及其协同控制研究进展

对多智能体系统及其协同控制理论研究和应用方面的发展现状进行了简要概述.首先给出 Agent 及多 Agent 系统的概念和特性等,介绍了研究多Agent系统协同控制时通常用到的代数图论;然后综述了近年来多Agent系统群集运动和协同控制一致性方面的研究状况,并讨论了其在军事、交通运输、智能机器人等方面的成功应用;最后,对多Agent系统未来的发展方向进行了探讨和分析,提出几个具有理论和实践意义的研究方向,以促使多Agent系统及其协同控制理论和应用的深入研究.     

群集系统的软控制

考虑欧氏空间中群集动态系统的"软控制"问题,即在不改变群集系统中个体间现有规则的条件下,通过增加一个或多个可控智能体干扰群集个体的行为,使群集中心转移到期望的位置.给出了可控智能体的控制规则,并利用粒子群(PSO)算法讨论了群集系统软控制的最优收敛问题.实例研究表明了"软控制"在群集系统中的可行性.     

融合沿墙行为的多移动机器人有序化多模态群集运动控制

一类基于势场原理的群集控制理论正逐步应用于多agent(智能体)/机器人稳定协同运动中.针对群集运动系统在非规则障碍物环境中运行时易出现的局部极小问题,引入基于行为的机器人学理念,构成多移动机器人多模态群集控制系统.在此框架内,仿生的动物沿端行为与有序化群集运动控制策略相融合,实现了多移动机器人系统快速聚合行为与高效避障行为的统一.移动机器人仿真实验验证了该方法的有效性.     

多智能体系统编队控制相关问题研究综述

首先梳理了编队控制研究的脉络, 介绍了3 种经典的编队控制方法, 即跟随领航者法、基于行为法和虚拟结构法的研究思想; 接着综述了近年来发展的, 包容了上述3 种方法且基于图论的编队控制理论的研究成果, 包括多智能体系统图论的建模, 基于代数图论和基于刚性图论的多智能体编队控制律设计、编队构型变换等方面的研究成果; 然后从图论结果出发, 回顾了与编队控制密切相关的一致性、聚集/同向、群集/蜂拥和包络控制的最新进展; 最后, 为了促进多智能体系统在实际中的应用, 指出了多智能体编队控制研究中有待解决的若干问题.

     

具有领航者的时延多智能体系统的群集运动

计算机技术、网络技术和通信技术的飞速发展,推动着无人驾驶飞行器的编队控制、传感器网络的分布控制、卫星的姿态控制等多智能体系统的建模与应用的逐步深入,也吸引了越来越多的研究者致力于多智能体系统的动态编队控制的研究.研究了具有不同的通信时延和不同的输入时延的移动多智能体算法的群集运动.假设多智能体系统由n个智能体和1个Leader组成,网络连接拓扑是静态有向连通图,智能体Leader为拓扑图的全局可达节点.应用频率域的广义Nyquist判据分析了具有不同的通信时延和不同的输入时延的移动多智能体算法,应用Greshgorin圆盘定理和曲线的曲率理论研究了具有领航者的多智能体算法的群集运动,得到保证系统一致性的收敛条件.该一致性条件是一个应用节点局部信息的分散式条件,只与输入时延有关,而与通信时延无关.最后,通过计算机仿真验证了本文结论的有效性.     

具有外部干扰的二阶多自主体系统的协同运动

为解决多自主体系统在群集运动过程受到外部干扰影响的问题,本文研究了具有外部干扰的二阶多自主体系统的分布式协同控制.本文中的外部干扰包括匹配干扰和不匹配干扰,针对系统中的匹配干扰,设计了状态观测器和干扰观测器,对系统的未知状态和干扰进行估计,并且构造了基于干扰观测器的多自主体协同控制算法.对于系统中的不匹配干扰,设计了与匹配干扰不同的干扰观测器,构造了基于主动抗干扰观测器的协同控制算法.运用矩阵论和现代控制理论等方法,研究了基于干扰观测器的二阶多自主体系统的协同控制.应用计算机仿真分别验证在多自主体系统具有匹配干扰和不匹配干扰的情况下结论的有效性,仿真结果表明,本文所设计的多自主体协同控制算法可以使跟随者最终都收敛到领导者的状态,实现了具有匹配干扰和不匹配干扰的二阶多自主体系统的状态一致性.     

群集系统的软控制

考虑欧氏空间中群集动态系统的“软控制”问题,即在不改变群集系统中个体间现有规则的条件下,通过增加一个或多个可控智能体干扰群集个体的行为,使群集中心转移到期望的位置.给出了可控智能体的控制规则,并利用粒子群(PSO)算法讨论了群集系统软控制的最优收敛问题.实例研究表明了“软控制”在群集系统中的可行性.

     

智能家居控制系统设计和应用

随着科技的不断发展,人们对居住环境的要求越来越高,因此智能家居应运而生。文中以智能家居控制系统设计为主要研究对象,论述了智能家居系统结构,包括:传感器、执行器、控制中枢、通信网络和人机接口等。给出了智能家居系统设计方法,例如:智能灯光、智能窗帘、智能安防、远程监控等。最后,进行了模拟验证。结果表明:智能家居模拟系统便于操作、信息准确、智能化程度较高,可在一定程度上验证所述智能家居系统的可行性和有效性。所述智能家居控制方案具有一定借鉴意义,可供相关从业人员参考。     

基于特定人语音识别技术的家电远程控制装置

介绍了一种基于电话网的家电远程控制装置.通过单片机实现对语音信号的采集、处理以及识别,并根据结果控制家用电器.其中采用的特定人语音识别技术增强了使用的安全性,家电控制部分利用无线遥控模块完成无线控制,避免了布线的麻烦,同时通过引入语音提示功能,增加了人机交互.     

智能Agent在指挥控制系统中的应用

针对指挥系统对指挥过程并行性和协作性的需求,将多Agent技术引入战术指挥控制系统,使战术指挥控制系统指挥决策智能化。简要介绍智能指挥系统需求及基于智能体的战术指挥系统总体框架,主要研究指挥系统中智能体的划分原则及其功能,并探讨基于多Agent的战术指挥系统基本流程。     

基于船舶管件加工的车间自动化产线调度系统研究

针对有多工位、同一工作站船舶管件直管段加工自动化生产线的排产优化,同时考虑管材自动化立体仓库、法兰上位机的精准配料等问题,采用精准算法的多系统协同方式,包含有智能产线管控系统(BCS)、产线主控PLC、仓储配送系统(WMS)、法兰上位机系统,以智能产线管控系统(BCS)为中央处理单元,负责与产线主控PLC通讯处理整条产线的实时管控、包括生产任务的下达,协调立库的仓储配送系统、法兰上位机系统管材、法兰上料,以实现船舶管件直管段自动化产线有序加工、提高生产效率,尤其是解决先焊后弯突破后,大量直管段加工需求,极大降低生产成本。     

基于并行搜索优化的指控系统自适应决策方法

指挥控制信息系统(指控系统)运行在动态变化的复杂环境中且任务需求时刻变更, 亟需一种自适应决策方法以动态产生调整系统的最优策略, 从而适应环境或任务变化, 确保系统长期稳定运行. 随着指控系统自身及其运行环境的持续复杂化, 自适应决策方法需具备应对多个非预期变化的在线权衡决策能力, 以避免造成冲突的调整后果或无法及时响...     

工业机器人能耗优化方法研究综述

机器人技术作为智能制造的关键,其能耗问题已引起各制造业大国的关注,国内外的研究十分活跃。针对工业机器人能耗优化问题,介绍了轻量化设计、高效驱动系统设计、能量存储和共享装置等低能耗硬件设计方法,从轨迹规划和任务调度方面对能耗优化的软件方法进行了综述,介绍了具有应用潜力的软件优化和硬件相结合的混合方法,同时突出了主要研究成果并说明了不足之处;最后指出工业机器人能耗优化具有潜力的发展趋势。     

基于ROS平台的智能车运动线控系统设计及实现

针对无人操作智能车辆依靠特定硬件平台等问题,提出了一种基于ROS平台的无人小车的低成本运动线控系统解决方案。该方案基于上位机和下位机的控制结构,上位机代替驾驶员的功能负责决策,下位机负责执行命令。重点给出了上位机、下位机以及上下位机通信的软硬件设计思路和方法,并在ROS平台上使用了Modbus通信,构建了一个结构相对简单、功能可行的低速的无人车运动控制系统。该解决方案的所有软件都是开源或可自行设计的,为更多的研究人员以更低成本研究无人智能车提供了参考。实验结果表明,该运动控制系统解决方案是可行并且有效的,未来可应用于园区、学校等地的小型无人车的控制系统设计。     

基于数字签名的车联网安全体系研究

车联网以智能网联汽车为信息交互感知主体,通过建立车-云-路-人消息互联传输体系,实现智慧交通智能管理、高效控制和及时调度.然而非法网络入侵与攻击导致车联网多通信场景存在安全隐患,为了解决通信各端身份识别问题和复杂通信场景下消息安全传输机制,身份认证技术成为车联网安全体系的重要保障.综述了国内外车联网研究现状和成果,说明...