基于星敏感器的姿态优化估计算法

对于采用星敏感器的航天器姿态确定问题,提出了一种快速的姿态优化估计方法;首先,根据Rodrigues参数和观测向量之间的线性关系,引入四元数,构造了不同的非奇异的优化准则;其次,借助四元数,求解了基于该准则的姿态优化算法;误差协方差分析和数值仿真结果表明,该算法与著名的QUaternion ESTmation(QUEST)算法相比,在相同的操作系统环境下,具有相同的姿态估计精度,但计算速度更快,对两种算法选取间隔为2000次的仿真步长,统计数据长度为100个采样点,最后对结果加权求平均值,统计结果显示仅为QUEST的三分之一;这种姿态优化估计方法具有一定的工程应用价值。     

基于多种群混沌遗传神经网络的模拟电路故障诊断

针对标准遗传算法优化BP神经网络收敛慢,易陷入局部最优的问题,提出了改进的多种群协同进化遗传算法,该算法改变了以往的随机初始化方法,采用了附加混沌扰动的tent映射初始化均匀分布的种群,提高了初始解的质量;每个种群采用自适应交叉率和变异率,引入移民算子实现种群间的横向联系;算法通过多种群的协同进化和种群间的个体移植提高了算法的搜索均匀性和效率;仿真实验表明该算法误差小,收敛速度快,诊断正确率高,较好地解决了模拟电路的软故障诊断问题。     

基于ARM的QNMV指纹识别系统的研究

目前指纹识别技术正向着嵌入式和小型化的方向发展,搭建了基于ARM的指纹识别系统的硬件平台并对硬件进行了优化,研究了指纹识别的软件开发环境,给出了指纹识别系统的软件实现方框图和详细的指纹识别算法流程图;详细论述了全新的基于QNMV结构向量的指纹匹配算法,给出了算法优化后的一些测试数据,将指纹匹配算法与其他常见的算法进行了数据比对后,发现系统具有较好的性能指标:具有较低的误识率(FAR)和拒识率(FRR)、识别率(MRI)有了较大的提高、有效地缩短了匹配耗费时间(Time-Match);系统具有安全可靠、易于扩展、性价比高等优点。     

遗传算法模糊PID测控系统在环控试验台中的应用

飞机环控试验台须模拟流量0～14000kg/h、压力0～2.5MPa和常温～500℃的空气环境;项目要求测控范围广、精度±1%且不超调;空气状态具有非线性、时变等特点,且控制参数之间存在复杂耦合;针对以上难点,设计了分布式测控系统,提出了改进的智能PID控制方案;通过遗传算法分段整定PID参数,离线建立PID数据库,使系统能够根据控制目标值选择最优PID初值;在此基础上,结合模糊推理在线调整PID参数,使系统具有了自适应性,能在具体工况和干扰下达到很好的控制效果;实际应用中完全满足了指标要求,解决了传统PID的控制难点,对类似的复杂系统有一定借鉴意义。     

基于双核变频注塑机控制优化方法研究

针对传统的注塑机采用单核变频控制技术,很难处理相同时域内的多个变频控制信号,造成SPWM波形的质量不高,注塑机控制精度效果不好的问题,提出了一种基于ARM+DSP双核变频技术的注塑机节能控制方法,使得变频系统能够同时处理时域内多个变频控制信号;运用离线计算且带误差补偿的不对称规则算法,改善载波比N较小情况下SPWM波形的质量;实验结果表明,在不改变变频器主电路及结构的情况下,双核控制的硬件结构及离线计算的软件设计,显著提高了变频器功能扩展的自由度和变频器的控制性能,为注塑机节能改造提供了一种切实可行的方案。     

基于图像处理的片式元件缺陷检测算法

表面缺陷检测是电子元器件生产过程中的关键步骤,通过分析表面缺陷检测的现状问题,结合片式元件图像的自身特征,提出一种基于改进的自适应阈值canny算子的片式元件缺陷检测算法;该算法把片式元件灰度图像进行区域分割,得到不同值域范围内的灰度区域,利用带有敏感度的自适应双阈值canny算子进行边缘检测;算法实现结果表明,该算法能高效地检测并处理不同缺陷类型的片式元件,并且可以达到工业生产的检测速度。     

基于能量强度的簇区分路由方法研究

传感器节点体积微小,通常携带能量十分有限的电池。由于传感器节点个数多,成本要求低廉,分布区域广,而且部署区域环境复杂,有些区域甚至是人员不能到达的,所以传感器节点通过更换电池的方式来补充能量是不现实的。如何高效使用能量来最大化网路的生命周期是无线传感器网络面临的首要挑战。为了提高网络的寿命,目前人们已经提出了很多基于网络层的路由协议。比较研究了传感器网络现有的路由协议,参考LEACH分簇算法和MTP协议,提出了一种在MTP协议基础上将LEACH分簇思想引入进来的改进方法,即在基于能量强度将网络节点分层后,再在各层上进行簇区分,均衡各传感器节点的能量来提高网络的寿命。实验表明该路由算法可提高网络寿命。     

攻击型无人机切换控制系统容错算法研究

攻击型无人机单侧发射或投放重型武器时,可将飞行控制系统看作是一个切换控制系统。针对常见的常值型和时变型两种执行器故障,提出了一种自适应观测器设计方法,同时结合状态反馈控制设计了容错控制器。通过Lyapunov函数推出了观测器的误差是关于故障界输入状态实际稳定的充分条件,通过平均驻留时间方法证明了切换控制系统是全局输入状态实际稳定的。某型攻击型无人机仿真实例表明,此方法能在准确估计故障大小的基础上,有效保持切换飞行控制系统的性能,应用前景十分广阔。     

自抗扰控制器参数的免疫遗传优化及应用

针对自抗扰控制器参数较多不易整定的问题,提出了基于免疫遗传算法的参数优化设计方法。与标准遗传算法相比,免疫遗传算法引入了免疫记忆库和浓度控制机制,提高了算法的收敛效率和局部收敛性能。并且综合考虑系统动态性能和实际工程中控制代价的限制因素建立了控制系统性能评价的目标函数,按照分离性原则进行自抗扰控制器设计并用免疫遗传算法对其关键参数进行寻优。将该方法应用于过热汽温度控制系统的变工况运行,仿真实验结果表明经过免疫遗传算法优化后的自抗扰控制器适应性较强,适用于模型参数变化范围较大的受控对象。     

Gain‐scheduled dynamic output feedback control for discrete‐time LPV systems

This paper presents synthesis conditions for the design of gain‐scheduled dynamic output feedback controllers for discrete‐time linear parameter‐varying systems. The state‐space matrix representation of the plant and of the controller can have a homogeneous polynomial dependency of arbitrary degree on the scheduling parameter. As an immediate extension, conditions for the synthesis of a multiobjective ??_∞ and ??₂ gain‐scheduled dynamic feedback controller are also provided. The scheduling parameters vary inside a polytope and are assumed to be a priori unknown, but measured in real‐time. If bounds on the rate of parameter variation are known, they can be taken into account, providing less conservative results. The geometric properties of the uncertainty domain are exploited to derive finite sets of linear matrix inequalities based on the existence of a homogeneous polynomially parameter‐dependent Lyapunov function. An application of the control design to a realistic engineering problem illustrates the benefits of the proposed approach. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.