Covariance matrix adaptation evolution strategy based design of fixed structure robust H∞ loop shaping controller

This paper proposes the application of Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy (CMA-ES) in fixed structure H_∞ loop shaping controller design. Integral Time Absolute Error (ITAE) performance requirement is incorporated as a constraint with an objective of maximization of stability margin in the fixed structure H_∞ loop shaping controller design problem. Pneumatic servo system, separating tower process and F18 fighter aircraft system are considered as test systems. The CMA-ES designed fixed structure H_∞ loop-shaping controller is compared with the traditional H_∞ loop shaping controller, non-smooth optimization and Heuristic Kalman Algorithm (HKA) based fixed structure H_∞ loop shaping controllers in terms of stability margin. 20% perturbation in the nominal plant is used to validate the robustness of the CMA-ES designed H_∞ loop shaping controller. The effect of Finite Word Length (FWL) is considered to show the implementation difficulties of controller in digital processors. Simulation results demonstrated that CMA-ES based fixed structure H_∞ loop shaping controller is suitable for real time implementation with good robust stability and performance.     

带有规则优先级的主动规则终止性分析

主动规则的终止性指规则集的规则之间的相互触发不会无限循环下去,即规则是可终止的。对主动规则的终止性分析方法包括图方法和代数分析方法。针对已有分析方法的局限性,介绍一种主动数据库规则终止性分析的一种新方法,将主动规则翻译成逻辑语句,考虑到系统的执行语义,转换为演绎规则中已知终止性的主动过程,利用该规则终止性分析方法对更多规则进行终止性分析,给出相应定理及其证明,最后给出规则优先级算法。     

基于Visual C++的数控刀架误差测量系统软件的开发

针对数控刀架误差测量系统展开研究,主要对数控刀架的重复定位误差和转位误差进行测量.采用Visual C++语言编写数控刀架误差数据处理软件进行计算机实时控制处理,实现了数据采集、参数分析及故障分析等.用Visual C++设计的界面提供给本系统与用户良好的人机交互界面,以便系统对数据进行处理和对下位机进行实时监控.     

水热法制备LiFePO_4及其电化学性能的研究

采用水热法制备锂离子电池正极材料LiFePO4,研究了制备工艺条件对LiFePO4结构和电化学性能的影响.采用扫描电镜及X射线仪对制备材料进行了表征,采用恒流充放电测试研究材料的电化学性能.实验验结果证明,采用水热法制备LiFePO4的适宜条件为:反应物摩尔比为Li:Fe=3:1,反应温度120℃,反应时间10 h,干燥时间为6 h.     

外界条件对纳米TiO2光催化性能的影响

为找到纳米TiO2的最佳催化条件,以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米级的掺杂Fe3+的TiO2粉末.通过XRD确定其相组成,利用紫外可见分光光度计测定光催化活性,研究外界条件包括光强度、溶液的pH值及环境温度对光催化反应的影响.结果表明:光强度在一定范围内越大光催化活性越高;pH值在4时光催化活性最大;环境温度对光催化反应无太大影响.在较高的光强度、pH=4的条件下光催化活性最好.     

基于卡尔曼滤波的髓内钉锁孔操作标定方法研究

在机器人辅助正骨手术中,髓内钉的锁孔操作需要很高的定位精确度,因此需要一种相应的高精确度系统标定方法来满足定位要求.本文利用卡尔曼滤波的间接法标定法,其跳过对定位盒顶点坐标的求取,将标定盒三个顶点的坐标作为状态参量,将机器人由拍照位姿到钻孔位姿之间的位姿变换参数当作观测参量.并在此基础上推导出状态参量与观测参量之间的映射关系,对一系列观测参量的测量,利用卡尔曼滤波算法对状态参量进行滤波估计,最后间接求取转换矩阵.实验证明,这种方法的精确度不会因为标定试验次数增多而导致标定盒磨损,重复精确度较高.     

利用置信规则库构建WSN节点故障检测模型

在无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)节点故障检测领域的研究过程中,故障检测准确率会受节点数据的不确定性和专家知识模糊性的影响。针对这一问题,本文提出了一种基于置信规则库(belief rule base, BRB)的WSN节点故障检测方法。首先,根据WSN工作原理及节点工作特性描述WSN节点故障检测过程;然后,从空间和时间2个维度对节点数据提取特征,建立基于空间和时间相关性的WSN节点故障检测模型;最后,利用Intel Lab Data无线传感器数据集进行案例研究以验证模型的有效性。结果证明,本文方法能够统筹利用专家知识和节点数据实现WSN节点故障检测。     

基于细胞神经网络和并行压缩感知的 图像加密算法

基于细胞神经网络(CNN)和并行压缩感知(CS)提出了一种高安全性的非可视化图像加密算法, 旨在提高现有加密算法的信息传输效率以及减少存储空间。首先明文图像的小波系数经过阈值处理和索引置乱 后,利用受控的部分哈达玛矩阵对其进行并行压缩,接着执行费雪耶兹行列置乱和加模操作,然后再将部分加 密图像分割并通过最低有效位(LSB)嵌入算法随机地隐藏到剩余加密图像的 alpha 通道中生成最终的类噪声密 文图像,具有超混沌特性的 CNN 所产生的伪随机序列用于构造置乱、扩散以及受控测量矩阵。最后,通过一 系列的安全性分析表明,该算法具有很高的传输效率和安全性。     

悬臂梁不同单元类型计算误差分析

为了研究悬臂梁用不同单元类型计算应力结果与真实测量值的误差和该误差产生的影响因素。首先,用ABAQUS有限元软件对悬臂梁结构进行壳单元建模和实体单元建模,分别计算出Mises应力值,再用经典材料力学方法计算出相同情况下悬臂梁Mises应力值,然后用电阻应变测试法计算出悬臂梁的真实应力值,计算出各种应力计算方法相对于真实测量值的误差。最后,分别计算不同厚度悬臂梁,用壳单元和实体单元分别计算出的Mises应力值,将实体单元计算应力值代替真实测量应力值,得到壳单元计算结果相对于实体单元计算结果的相对误差。研究结果表明,悬臂梁用实体单元计算出的Mises应力值相对于壳单元更加接近于真实测量值。随着悬臂梁厚度的增加,壳单元计算结果的精度越来越小。对于同一厚度的悬臂梁,不同位置处壳单元计算应力值对于真实值的相对误差近似为一常数。     

双水相分离纯化R-藻红蛋白

为了获得优于食品级的R-藻红蛋白(R-PE),采用双水相体系从坛紫菜中分离纯化R-PE.结果表明,聚乙二醇(PEG)/酒石酸钾钠双水相体系,当PEG相对分子质量为1 500且p H为8.06、系线长22.30%、体积比0.12时纯化效果最佳,R-PE纯度由细胞破碎液的0.43提高到1.47,回收率为84.42%.经过二次双水相纯度达1.55,纯化因子为3.60.得到的R-PE具有较高的生物活性.PEG相对分子质量1500/酒石酸钾钠双水相体系成功分离纯化R-PE,操作简单,成本低,适于工业化.