基于可拓原理的AS-RⅢ移动式机器人自适应控制方法研究

利用自适应控制善于处理时不变和慢时变问题以及可拓控制善于处理时变和突变问题的特点,将自适应控制与可拓控制两者结合起来,提出了用可拓自适应控制方法来研究移动机器人.构建了移动机器人可拓自适应控制动力学模型,设计了自适应控制器,并对其进行了初步实验研究.结果表明,采用可拓自适应方法对移动机器人进行控制,相比传统的自适应控制更具有环境适应性.     

模拟月球车复杂路面的可拓自适应控制方法

由于月球复杂的地形环境,月球车对于复杂路面自适应控制有很多问题有待解决。文中利用自适应控制善于处理不变和慢时变问题,可拓控制善于处理时变和突变问题的特点,将自适应控制与可拓控制二者结合起来,构建了一种新的智能方法——"可拓自适应控制"。设计了可拓自适应控制器。并对其进行了初步实验。实验表明,采用可拓自适应控制方法对模拟月球车驱动进行控制,较传统的自适应控制具有更好的环境适应性。     

一种新型智能控制算法的仿真研究

针对温度控制过程中存在大滞后、时变、非线性的特点,应用传统的PID控制不能达到理想的控制效果,遂提出一种新型智能控制算法即改进的可拓控制算法对其进行控制。可拓控制指利用可拓论与可拓方法研究处理控制过程中矛盾问题的控制方法。在可拓控制算法的基础上进行改进,通过对可拓控制和改进的可拓控制算法进行simulink仿真比较,验证改进的可拓控制算法的优越性和可行性。     

可拓设计理论方法综述与展望

为了针对产品创新设计中的矛盾问题寻求最佳设计方案,提出一种可拓设计理论方法,该方法集理论、实践、科学、哲学和方法论为一体,具有设计目标清晰、冲突消解过程有序、方案输出结果满意等特点。通过分析比较发明问题解决理论、基于规则/实例推理、约束松弛、协商、回溯、可拓设计等常用于产品创新设计过程中的冲突问题消解方法,论述了可拓设计方法最大的特色在于模型化、形式化、定性与定量相结合,是一种智能化处理设计对象、设计系统的现代设计方法;系统介绍了可拓学和可拓设计的形成及相互关系、可拓设计的研究方法和设计原理,对可拓设计各步骤环节的研究现状进行了综述,论述了目前存在的不足及今后的发展方向与思路;阐述了可拓设计方法及其计算机实现的策略生成系统,对几种典型的可拓设计软件系统做了简要介绍;最后对全文进行总结,展望了今后的研究目标及需要解决的研究难点。     

模糊控制在移动机器人路径跟踪控制中的应用

对含不确定性的移动机器人系统设计了自适应模糊路径跟踪控制方法,此方法采用模糊逻辑系统逼近控制器中的不确定函数,基于时变死区函数对模糊逻辑系统中的未知参数进行自适应调节,并对时变死区设计了自适应律。文中证明了此方法可使跟踪误差收敛到原点的小邻域内。仿真算例验证了此方法的有效性。     

基于可拓博弈的智能汽车轨迹跟踪协调控制方法研究

针对智能汽车在高速过弯工况下,轨迹跟踪误差大、横向稳定性无法保障的问题,提出一种可拓博弈轨迹跟踪协调控制方法,通过可拓划区域切换控制和博弈协调相结合,突破单一控制策略的工况适应性和多策略切换的抖动问题。所提方法基于分层控制体系,将轨迹跟踪控制分解为上层测度模式识别层和下层博弈协调层。上层基于可拓理论,提出并联可拓测度模式识别策略,将车-路系统实时状态映射至对应的可拓控制架构中经典域、可拓域和非域三种测度模式。下层针对不同测度模式对应设计三种控制策略,根据上层测度模式识别结果进行实时策略切换,引入博弈协调方法对并联可拓权重进行协调控制,有效避免了模式切换带来的抖动问题。通过Simulink/Carsim建立联合仿真模型,在双移线和“8字”形时变曲率高速工况开展算法对比验证,所提方法相较于比例-积分-微分(Proportion-integral-derivative,PID)控制方法,平均跟踪误差精度提升45.08%,尤其在大曲率突变的恶劣工况下,车辆稳定性提升44%。最后利用智能汽车试验平台进行了对比验证,对设计智能汽车高速轨迹跟踪控制策略具有极强的指导意义和参考价值。     

基于可拓学的刨床刨刀往复运动机构设计

基于可拓学的可拓策略生成方法,提出了机械运动方案设计中,机构选型的确定方法。建立问题的可拓模型和核模型,通过拓展分析、可拓变换,生成解决矛盾问题的多种策略,并建立评价标准,对生成的各策略进行优度评价。以实现刨床刨刀往复运动机构的选型过程为例证明该方法的有效性。     

基于可拓本体的复杂产品方案设计可拓集成框架研究

为了有效提升大型复杂产品方案设计结构配置的设计效率和质量,对大型复杂产品方案可拓集成设计进行了研究。对大型复杂产品方案可拓设计过程中的可拓本体概念模型、可拓本体库构建框架、方案设计可拓需求模式、方案设计可拓配置模式和方案设计可拓再设计模式进行了分析,提出了一种基于可拓本体概念的复杂产品快速设计可拓模式框架;通过将应用层、应用工具层以及环境支撑软件层相融合,建立了基于可拓设计模式的型号飞机产品快速设计可拓集成平台体系结构。研究结果表明:该可拓集成设计平台体系结构的建立,能够实现多层次、多属性、创造性、复杂性等特点的复杂产品方案设计的结构可拓配置,从而为复杂产品快速设计的顺利实施提供理论和工程应用支持。     

基于可拓-矢量耦合的异步电机节能控制系统

从电机矢量控制出发,通过阐述可拓控制原理,然后将可拓控制引入到电机矢量控制中,进行了矢量控制模式下坐标最优转化以及最小耗能的计算,基于此,进行可拓控制优化,建立经典域、非域以及可拓域,形成了基于可拓-矢量耦合的异步电机节能控制系统,得到了3个控制系统特征量测度模式,该控制系统可使电机节能摆脱转矩影响,电机节能效果更为明显,具有重要的研究意义。     

基于可拓滑模线控转向控制策略研究

对于汽车线控转向系统的主动转向控制,研究基于可拓滑模控制方法的主动转向系统控制策略。在MATLAB/Simulink中建立基于整车模型的线控转向系统动力学模型,在变角传动比前馈控制的基础上,设计出基于横摆角速度动态反馈的可拓滑模控制器,决策出合理的前轮转角。选取典型工况对所设计的基于可拓滑模控制方法的主动转向控制策略进行了仿真试验,并进行硬件在环试验验证。试验结果表明,基于可拓滑模控制的主动转向控制方法相对于无控制以及滑模控制,提高了汽车的行驶稳定性。     

可拓检测技术及其应用初探

以可拓学物元理论为基础,进一步阐述了可拓检测的概念,并给出了相关的实现方法和应用实例.可拓检测技术基于可拓学矛盾转化的思想方法,是一种与传统检测技术不同的新技术.该方法的目的在于解决信息无法检测的问题及检测精度提高的问题.可拓检测技术以全新的理论为支撑,在理论和实际中都具有重要的意义.     

基于功能分配的汽车悬架/转向系统可拓控制及稳定性分析

考虑汽车悬架与转向系统耦合动力学关系,建立整车集成系统动力学模型。选取偏差与偏差微分作为特征量,建立关于特征量的可拓集合。根据关联函数,划分经典域、可拓域、非域三种测度模式。在不同可拓集合范围内对控制功能进行分配,分别设计对应功能控制算法,构建基于功能分配的可拓控制器,以尽可能改善集成系统控制性能。对由最优控制和基于功能分配的可拓控制器构成的闭环控制系统,进行仿真和试验研究,结果表明基于功能分配的可拓控制可进一步全面提高悬架和转向集成系统的控制性能,可拓控制具有获得更佳地控制效果的能力。在不同控制方法下,以悬架、转向系统参数作为变量,对集成控制系统的稳定性进行分析。结果表明,采用可拓控制,控制系统稳定性更佳;增大悬架阻尼、车速、前轮转向角至一定值时,汽车时域响应不稳定程度增加;改变可拓控制器偏差控制系数,对集成控制系统性能均有不同程度的影响;不断增加可拓控制器功能控制系数,系统各项控制性能会发生突变而失去稳定性。     

基于知识的大规模定制产品可拓配置设计

针对现有产品配置设计方法中对客户性能需求研究的不足,提出了基于知识的大规模定制产品可拓配置设计理论与方法.通过分析产品设计过程中的信息处理,明确了基于知识的设计系统开发思路,应用物元理论与可拓学方法,对大规模定制的典型机械产品进行基于数据库的可拓分类知识挖掘,建立满足产品个性需求性能的可拓配置变换规则、关联函数及与之对应的产品可拓配置集等,并将其有效地应用到单体液压支柱的个性化配置设计中.应用实例表明:该方法不仅能快速满足大规模定制设计的个性化要求,而且能为计算机参与解决配置设计矛盾问题提供一种可行的途径.     

泵控缸电液位置伺服系统的可拓控制策略研究

对可拓控制算法进行改进,并将可拓控制器应用于可调转速泵控缸电液伺服系统中,经过仿真研究表明．与传统PID控制相比较,所设计的可拓控制器使系统的动态性能得到了很大的改善。     

基于遗传学习的可拓综合评价权重分配新方法

介绍了可拓综合评价和可拓故障诊断的特点.针对目前可拓综合评价中采用的各种权重分配方法不能跟踪环境变化的缺陷,提出了基于遗传学习的权重分配新算法.算法通过个体与环境的交互作用解决了在线权重分配问题.结合遗传学习的特点,给出了交互作用方式下的适应值函数的定义策略.同时研究了遗传算法中交叉和变异的自适应策略,并给出了适合在线权重分配遗传算法的参数.将该算法用于刀库可拓故障诊断权重分配中,结果表明算法具有较高的效率和精度.     

双容水箱液位系统的无模型自适应控制方法研究

液位控制是工业生产中典型的过程控制问题,传统的控制方法难以满足实际需求。针对液位系统的非线性、时滞性、强耦合特点,以双容水箱系统为研究对象,构建双容水箱液位系统的时变连续模型,并对其进行离散化处理,在紧格式动态线性化方法的基础上,结合无模型自适应控制方法对双容水箱液位系统的液位控制进行研究,实现双容水箱液位系统控制器的设计。仿真结果表明,与传统PID控制方法相比,无模型自适应控制方法的整定参数少,且参数整定范围小,跟踪控制效果更好,响应速度更快,控制过程更平稳,从而充分体现了无模型自适应控制方法的有效性和优越性。     

农业轮式移动机器人自适应滑模路径跟踪控制

针对不确定性干扰影响下的农业轮式移动机器人鲁棒自适应路径跟踪问题,提出一种非时间参考的自适应滑模路径跟踪控制方法。首先,选择合适的非时间参考量,建立面向移动机器人路径跟踪控制器设计的相对运动学模型,摆脱了时间和速度因素的影响。其次,对传统的指数趋近律进行改进,设计了新型的快速趋近律。此外,引入RBF神经网络对不确定性干扰进行实时估计,进而提出一种基于新型趋近律的自适应滑模控制方法,并对其性能进行了理论分析与证明。该控制方法既消除了抖振现象又提高了轮式移动机器人在不确定性干扰作用下的路径跟踪性能。最后,通过仿真验证了提出方法的有效性和优越性。     

可拓知识表示及知识库系统的开发

针对现有知识表示方法在智能设计中的局限,提出了一种基于可拓模型的知识表示方法.给出了该方法的定义、语法规范和存储结构.详细论述了基于可拓知识表示的菱形求解策略.包括可拓约束图的构建、物元拓展推理、关联函数计算和条件可拓集合的生成;开发了基于可拓知识表示及菱形求解策略的知识库系统.将该系统应用于水轮机选型设计,得到了比基于规则知识库系统更合理的结果,初步证明了可拓知识表示在解决智能设计知识表示问题时的可行性.     

基于可拓理论的可重构制造系统综合评价方法

针对可重构制造系统布局规划方案选择问题,基于可拓理论构建了一个较为完备的可重构制造系统的评价体系模型。采用可拓层次分析法准确计算综合评价指标的客观权重。利用仿真软件eM-plant建立了各个方案的仿真模型,获得定量评价指标数据,并通过专家打分法对定性评价指标进行量化,基于这些数据,运用可拓评价法计算得到物元之间的关联函数值,将权重和关联函数相结合实现了对可重构制造系统的综合评价。最后用实例验证了该方法的有效性和可行性。     

基于可拓流模型和第三创造法的产品创新设计研究

结合可拓流模型和可拓创新方法中的第三创造法,研究了一种集成两种方法进行产品创新设计的一般步骤与流程.通过确定产品技术系统中的流,建立可拓流模型,识别有益流或有缺陷流;运用第三创造法对有缺陷流模型进行改进,获得改善产品缺陷的多种设计创意;利用该方法解决某熔融沉积式3D打印机的缺陷问题,生成多种设计创意,并通过优度评价方法...