用于秸秆燃料热值估计的图像分析系统设计

针对秸秆燃料送往循环流化床锅炉燃烧发电时,其热值无法在线估量,计量实效性低的问题,设计了一套用于秸秆燃料热值估计的图像分析系统。该系统由工业摄像机、图像分析主机、服务器和工业互联通信网络总线组成。系统通过工业摄像机在秸秆燃料进入锅炉前进行图像采集,并将采集到的图像通过高速差分信号传送给图像分析主机,主机采用改进的U-Net深度学习网络对图像进行分割。得到的分类结果结合从服务器读取的秸秆燃料的成分组成和组分的热值,加之实时返回的秸秆燃料含水率等参数,通过热值计算公式实时计算出燃料热值。测试结果表明,基于改进U-Net深度学习网络的图像分割算法分割效果较好,平均精度(mean Average Precision)达到0.86,平均重合度(mean Intersection over Union)达到0.68,可以满足燃料热值的在线估量要求。     

约束Hammerstein系统输出反馈非线性预测控制

针对具有状态、输入和中间变量约束的Hammerstein系统,采用两步法控制策略,给出一种新的可保证闭环系统指数稳定的输出反馈非线性模型预测控制算法.基于Hammerstein系统的特殊结构,结合状态观测器给出无约束线性环节的输出反馈最优控制律,通过滚动优化一有限时域的约束优化问题计算实际控制量.给出保证闭环系统指数稳定的充分条件.以工业双环管聚丙烯装置牌号切换控制为例进行仿真,仿真结果验证该算法的有效性和实用性.     

约束非线性系统构造性模型预测控制

研究了连续时间约束非线性系统模型预测控制设计.利用控制Lyapunov函数离线构造单变量可调预测控制器,再根据性能指标在线优化可调参数,其中该参数近似于闭环系统的"衰减率".同时,控制Lyapunov函数保证了算法的可行性和闭环系统的稳定性.最后通过数值仿真验证了该算法的有效性.     

增量预测控制策略的稳定性分析

针对开环稳定的约束线性系统,提出一种增量预测控制策略的稳定性分析方法.利用Lipschitz条件、弱能控性和稳态问题强对偶性假设,将二次型性能指标变换为新性能指标,建立闭环系统的Lyapunov函数,从而得到增量预测控制策略的闭环稳定性结论.最后,采用数值仿真验证了该方法的有效性.     

网络化动态矩阵控制及在倒立摆控制中的应用

针对不确定有界长时延网络控制系统,研究动态矩阵控制(DMC)算法及其稳定性问题。首先基于多输入多输出状态空间模型,推导针对长时延网络化控制系统的DMC算法;然后,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出闭环控制系统渐近稳定的充分条件;最后,通过对倒立摆的实时控制验证笔者算法的有效性。     

聚丙烯熔融指数的最小二乘建模与自适应预报

针对工业双环管丙烯聚合装置熔融指数(MI)在线测量的困难,进行了聚丙烯熔融指数的在线最小二乘建模与自适应预报方法的研究。首先结合聚合反应机理分析,以Hammerstein模型描述聚丙烯熔融指数的动态特性,其次,利用渐消记忆递推最小二乘法在线更新Hammerstein模型参数。在此基础上,通过降维观测器的设计提出并实现了工业双环管聚丙烯装置的一种熔融指数的在线最小二乘建模与自适应预报方法。最后,利用工业数据验证了此算法的可行性和有效性。     

移动机器人视觉伺服镇定quasi-min-max预测控制

针对受限移动机器人视觉伺服系统,提出一种移动机器人视觉伺服镇定准最小最大模型预测控制策略. 基于移动机器人视觉伺服镇定误差模型,建立移动机器人视觉伺服线性参数时变预测模型,进而引入准最小最大策略,设计移动机器人视觉伺服镇定模型预测控制器.与传统视觉伺服预测控制器相比,所提控制器只需求解线性矩阵不等式表示的凸优化问题,降低了视觉伺服预测控制器的计算耗时,同时保证了闭环视觉伺服系统的渐近稳定性.仿真结果验证了所提出策略的有效性和在计算效率上的优越性.     

多变量非线性系统超平面神经网络辨识算法设计

针对常规高效链接超平面(EHH)神经网络无法辨识多变量系统的问题,将多目标规划方法运用到该神经网络的训练过程中,提出了多变量非线性系统超平面神经网络辨识算法.与常规训练方法相比,该算法考虑到EHH神经网络在辨识多个输出变量时存在的冲突性,将各变量的辨识作为不同的优化目标,以此设计了线性加权训练方法和理想点训练方法,实现...     

扩散准则与相关免疫

对于布尔函数f(x),设不满足扩散准则的元素之集为Rf,不满足相关免疫的元素之集为zf ,即Rf={ai|(ai)0,0≤i≤2n-1},zf={ai|0,0≤i≤2n-1}。本文首先讨论了集合zf中元素的相关性, 并讨论了|zf|=1,2,3,4时函数的结构和性质。其次讨论了Rf构成线性子空间时,Rf和线性结构之集Lf之间的关系,其中Lf={ai||(ai)|=2n, 0≤I≤2n-1},给出Rf构成线性子空间时,Rf中的元素全部是线性结构的充要条件。还给出一种2阶扩散准则函数的构造方法。     

基于自适应Kalman滤波的网联车系统数据攻击检测

针对车联网环境下车辆自适应巡航系统的数据攻击检测问题,提出一种基于自适应卡尔曼滤波的网联车巡航系统数据攻击检测方法。首先,结合网联车自适应巡航控制系统模型,建立随机数据攻击、隐蔽虚假数据攻击和拒绝服务（Denial of service,DoS）数据攻击的数学模型,考虑网联车巡航系统存在不可测的未知测量噪声场景,设计测量噪声自适应动态估计的巡航系统卡尔曼滤波算法;其次,针对常规卡方检测器对隐蔽虚假数据攻击检测的不足,提出基于自适应卡尔曼滤波的网联车巡航系统数据攻击检测方法;最后,以网联车变速巡航工况为测试场景,通过对比仿真实验,分别针对随机数据攻击、隐蔽虚假数据攻击和DoS数据攻击,验证了该方法的有效性。