Fault Diagnosis of Nonlinear Systems Using Structured Augmented State Models

This paper presents an internal model approach for modeling and diagnostic functionality design for nonlinear systems operating subject to single- and multiple-faults. We therefore provide the framework of structured augmented state models. Fault characteristics are considered to be generated by dynamical exosystems that are switched via equality constraints to overcome the augmented state observability limiting the number of diagnosable faults. Based on the proposed model, the fault diagnosis problem is specified as an optimal hybrid augmented state estimation problem. Sub-optimal solutions are motivated and exemplified for the fault diagnosis of the well-known three-tank benchmark. As the considered class of fault diagnosis problems is large, the suggested approach is not only of theoretical interest but also of high practical relevance.     

多线程技术在AUV自主控制系统中的应用

自主控制系统对于自主式水下机器人(简称AUV)使命执行的安全性和有效性至关重要.本文在QNX环境下利用多线程技术实现了一种AUV自主控制系统.文中介绍了AUV的混杂系统结构和自主控制原理,给出了自主控制系统的多线程结构.设计了多线程同步模块,并与QNX消息传递机制相结合实现了AUV自主控制系统线程间的同步与通信.最后在半实物仿真平台上对自主控制系统软件进行了验证.     

混沌蚁群算法及其在电机设计中的应用

蚁群算法是一种模拟进化算法,它通过模拟蚂蚁搜索食物的过程,达到求解比较困难的组合优化之目的.混沌优化算法利用混沌序列精致的内部结构,以及它的随机性、遍历性和初值的敏感性来提高优化算法的效率.本文将混沌优化算法嵌入到蚁群算法中,充分利用了两种优化算法的优点,即蚁群算法的高精度性和混沌优化算法的快速性.用国际标准函数对该昆合算法进行验证,并对一台的永磁同步电动机(PMSM)进行优化,取得了满意的优化结果,为永磁同步电机的设计提供了一种新的有效方法.     

基于HGA算法的Rough集理论在故障诊断中的应用

知识约简问题是粗集理论的一个核心问题,文章提出了一种基于混合遗传算法的相对约简算法,把模拟退火融入到遗传算法中形成混合遗传算法,提高了遗传算法的优化效率,并在此基础上寻求最小条件属性集及最小属性值约简,论文最后以某导弹测控系统配电分系统故障诊断为例,证明该算法是一种行之有效的约简算法,从而为导弹系统的故障诊断提供了一条新思路.     

一种基于业务生成图的Web服务工作流构造方法

针对互联网中Web服务具有动态变化且迅速增长的特点,提出了一种面向用户需求的服务工作流构造模型.该模型将功能相同或相似的服务聚集成一类服务集合,每类服务集合采用生成树的方式组织,并依据工作流的业务逻辑关系形成业务生成图;同时,在重定义粒子群算法的位置、速度、加/减法和乘法的基础上,结合遗传算法中的交叉、变异操作,设计了基于混合粒子群的QoS(quality of service)调度方法,保证在可选服务不断增长时能够满足用户的个性化需求.实验结果表明,该模型能够有效地屏蔽组成工作流的Web服务物理上的变化与差异,较好地组合了Internet中的Web服务资源,适合于虚拟计算环境的应用要求.     

Stability and control of dynamic walking for a five-link planar biped robot with feet

During dynamic walking of biped robots, the underactuated rotating degree of freedom （DOF） emerges between the support foot and the ground, which makes the biped model hybrid and dimension-variant. This paper addresses the asymptotic orbit stability for dimension-variant hybrid systems （DVHS）. Based on the generalized Poincare map, the stability criterion for DVHS is also presented, and the result is then used to study dynamic walking for a five-link planar biped robot with feet. Time-invariant gait planning and nonlinear control strategy for dynamic walking with fiat feet is also introduced. Simulation results indicate that an asymptotically stable limit cycle of dynamic walking is achieved by the proposed method.     

一种求解全局优化问题的新混合遗传算法

把简化的二次插值法融入实数编码遗传算法,构成适于求解全局优化问题的混合遗传算法,该混合算法可以较好解决遗传算法的早熟收敛问题,提高了收敛速度,改善了解的质量,并减少了计算量.由于该混合遗传算法对目标函数的性质没有要求,适合求解大规模问题和工程实际问题.通过对23个标准测试函数的仿真实验,并和已有算法的比较,结果表明本文提出的混合遗传算法是非常有效的.     

考虑环境因素的分布式系统可靠性建模及其分析

为建立可变工作环境下分布式系统可靠性模型，提出受控混合随机Petri网，即用连续库所中的托肯控制离散变迁的变迁率．以此反映工作环境对部件可靠性的影响，从而推理出环境对系统可靠性的影响．在此模型的基础上，采用蒙特卡罗方法进行不同环境下系统可靠性仿真求解，解决了可变工作环境下分布式系统的可靠性建模及其分析问题．最后，以一个C^4ISR系统为例说明了该方法是一种考虑可变工作环境影响的分布式系统可靠性分析的可行方法．     

基于动态双轨逻辑的抗功耗攻击安全芯片半定制设计流程

采用动态双轨逻辑实现安全芯片中密码运算模块可以有效抗功耗攻击,但也存在面积、功耗以及运算性能等方面的弱点.本文采用动态双轨与静态单轨逻辑混合设计以实现密码运算模块,并且采用了非对称时钟,这样可达到较好的性能折衷.本文给出了混合设计所遵循的设计约束和时序约束,设计实现了一个动态双轨标准单元库,并给出了一个抗功耗攻击的安全芯片半定制设计流程.根据这个设计流程,本文设计实现了一个3DES协处理器,其中8个S盒全部采用动态逻辑实现,其余部分采用静态逻辑实现;实验结果表明本文给出的混合设计方法和对应的设计流程是完全可行的.     

冷连轧动态过程混合智能建模方法

针对具有非线性、多变量、强耦合、参数不确定等综合复杂特性的多机架冷连轧动态过程，在工作点附近建立基于轧制过程动态机理方程的线性状态空间模型，提出基于RBF 的轧机出口带钢速度模型以及机架间厚度延时估计方法，采用案例推理技术实现线性化多模型选择算法，研制了冷连轧动态过程的混合智能模型.使用某钢厂五机架四辊冷连轧机系统的实际生产过程数据进行仿真实验，在实际板厚控制系统的设定和轧件的扰动下，本文提出模型的各机架轧制力、冷轧板厚度和张力仿真结果与实际值的变化趋势相同，最大误差小于20%.