一种改进的基于多项式滤波的稳态检测方法

化工过程的数据中常常含有较多的随机误差和粗差干扰,导致传统的稳态检测方法无法得到准确的结果,从而降低系统故障诊断的可靠性。针对实际的工业过程数据,提出一种融合自适应平滑技术的稳态检测方法,该方法首先以基于导数分析的自适应平滑算法进行降噪处理,消除随机误差的影响,然后引入阈值拟合技术进一步抑制粗差干扰,以多项式滤波方法对数据进行稳态检测,根据测量信号的趋势特征确定过程是否处于稳态。仿真实验研究表明:融合自适应平滑技术的稳态检测方法能够克服传统稳态检测方法中随机误差和粗差干扰对检测结果的影响,进而显著提高稳态检测处理的准确性,检测结果明显优于传统的基于多项式滤波的检测方法。     

均衡化特征匹配的非刚体细胞形态跟踪

提出利用均衡化特征匹配来进行非刚性细胞形体跟踪的方法。采用重启动的随机游走方法建立并求解特征匹配概率模型,利用双向均衡方法对匹配邻接矩阵进行均衡化处理,得到指定目标与待跟踪目标之间的精确匹配,以获得目标的定位跟踪结果。同时利用特征匹配结果进行目标的自动标定,并应用图像分割方法进行目标的精确轮廓跟踪。实验结果表明,将该方法应用于视频中动态背景下的运动细胞形态跟踪时,在背景相似度较高及目标迅速移动的条件下,表现出了良好的性能,与同类方法相比可获得较高的定位精度以及更为准确的目标轮廓。     

基于N步不变集的时滞切换系统的饱和控制

构造离散时滞切换系统的不变集,提出基于N步不变集的切换控制器设计方法,估计执行器饱和非线性的吸引域范围。首先,考虑时滞的影响,选取依赖于时滞的Lyapunov函数,构造时滞切换系统的不变集,并将其表达为若干个椭球集的凸组合,椭球集的个数与时滞常数相关。其次,在系统的前N个采样时刻,分别施加不同的饱和约束,求解得到一组椭球集,椭球集的个数与常数N相关,而每一步计算得到的椭球集均为时滞切换系统的不变集。再将N个不变集用一组凸包系数拟合,即可获取较大的吸引域估计。最后,在满足平均驻留时间约束的条件下设计切换律,并设计状态反馈控制器,保证闭环系统渐近稳定。控制器的求解转化为线性矩阵不等式的可行性问题。仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

风力机的线性变参数主动容错控制

针对风力机具有非线性和参数的不确定性的特征,提出了基于线性变参数(linear parameter varying,LPV)增益调度的风力机主动容错控制方法,降低故障对机组动态特性的影响.基于LPV凸分解方法,将风力机的非线性模型转化为具有凸多面体结构LPV模型,利用线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMIs)技术对凸多面体各个顶点分别设计满足性能要求的控制器,再利用各顶点设计的反馈控制器得到具有凸多面体结构LPV容错控制器.仿真结果表明,LPV增益调度技术可以成功地应用于风力机系统的容错控制.     

结构光视觉引导的焊接机器人系统自标定技术

为实现结构光视觉引导的焊接机器人系统的标定,解决现有标定方法复杂,标定靶标制作要求高等缺点,提出一种基于主动视觉的自标定方法。该标定方法对场景中3个特征点取像,通过精确控制焊接机器人进行5次平移运动,标定摄像机内参数和手眼矩阵旋转部分;通过进行2次带旋转运动,结合激光条在特征点平面的参数方程,标定手眼矩阵平移部分和结构光平面在摄像机坐标系下的平面方程;并针对不同焊枪长度进行修正。在以Denso机器人为主体构建的结构光视觉引导的焊接机器人系统上的测试结果稳定,定位精度可达到±0.93 mm。该标定方法简单,特征选取容易,对焊接机器人系统在实际工业现场的使用有重要意义。     

双流网络信息交互机制下的微表情识别

针对深度学习的方法用于微表情识别时微表情识别的实验数据库非常稀缺,导致神经网络在学习的过程中知识获取有限而难以提高精度及泛化能力的问题,提出基于双流网络信息交互的微表情识别方法.通过改进的深度互学习策略引导图像序列不同模态之间的交互训练,提高网络的识别率.方法基于RGB图像序列建立主体网络,基于光流建立辅助网络;在训练阶段,通过设计互学习损失中的有监督学习损失和拟态损失,优化训练过程,使得每一种模态都能学习正确地预测训练样本的真实标识,同时能与其他模态的预测相匹配;在测试阶段,由于互学习机制增强了RGB分支的判别能力,因此可对光流分支进行剪裁,在保证精度的前提下提高识别速度.在CASME,CASMEⅡ和SMIC数据库上的实验结果表明,该方法有效地提高了识别精度,整体性能优于已有方法.     

空洞弧段引导下异构传感网的覆盖优化策略

应对异构传感器网络部署时引发的随机空洞与冗余均衡问题,论文提出一种空洞弧段引导下异构传感网的覆盖优化策略(Coverage Optimization Strategy of Heterogeneous Sensor Network guided by Hollow Arc,CHHA).节点仅以自身邻居信息为支撑剖分覆盖圆周,对弧子段特性进行分析,从而评估邻接空洞,并将其串连勾勒;节点基于可视范围内的弧段信息,完成自我冗余判断与修补适配评估,继而选择增容式自修复或招募式调配修复策略以补偿空洞弧段.论文提出的方法相较于常规将空洞识别与修复问题进行各自假设的分割研究,仿真实验表明:CHHA算法针对随机出现的感知空洞,给出了探测、勾勒至修复的全流程方案,在包容异构通信差异的同时,实现了本地化的空洞识别和低耗适配的空洞修补.     

基于栈式降噪自编码器的发酵过程回归建模

精确有效的发酵过程模型不仅能够定量揭示过程信息间的关联,实现对难以实时监测变量的预测,而且是进一步控制和优化的前提;基于数据驱动的发酵过程建模方法得到了广泛研究与应用,然而其仅考虑发酵过程的非线性特征和数据具有多采样率的特点,忽略了过程数据中测量噪声对模型的影响;为此,提出基于栈式降噪自编码器的发酵过程回归建模方法,该方法不仅具有较强的非线性拟合能力,半监督的学习策略也能够充分挖掘发酵过程中的所有数据信息,同时可以从含噪声的过程数据中提取出鲁棒性的特征,使模型具有噪声适应性;通过青霉素仿真对比实验结果表明,该模型的预测性能更好.     

多晶硅栅对LDMOS-SCR器件ESD防护性能的影响

为了研究多晶硅栅对内嵌可控硅(SCR)的横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS-SCR)器件静电放电(ESD)防护性能的影响,基于0.35μm Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)工艺制备了LDMOS-SCR与SCR器件,并利用传输线脉冲测试比较它们的ESD特性.通过仿真2种器件在不同强度ESD应力下的电流密度分布,比较器件内部触发电流泄放路径的开启顺序;通过仿真2种器件在强电压回滞下的电流线和晶格温度的分布,分析因电场影响电流泄放的方式以及温度的分布而导致ESD鲁棒性的差异.仿真和测试结果表明,与SCR相比,具有多晶硅栅的LDMOS-SCR有多条导通路径且开启速度快,有更均匀的电流和电场分布;触发电压降低了12.5%,失效电流提高了27.0%,ESD鲁棒性强.     

输入非线性方程误差系统的多新息辨识方法

针对输入非线性方程误差系统,即输入非线性受控自回归系统,研究了基于过参数化模型的多新息辨识方法和基于过参数化模型的递阶多新息辨识方法;研究了基于关键项分离原理的多新息辨识方法;使用辨识模型分解技术,研究了基于关键项分离原理的两阶段多新息辨识方法和三阶段多新息辨识方法.这些方法可以推广到其他输入非线性方程误差系统、输入非线性输出误差类系统、输出非线性方程误差类系统、输出非线性输出类系统、反馈非线性系统等.同时,给出了几个典型辨识算法的计算量、计算步骤和流程图.