PCB焊点表面三维质量检测方法

为了提高炉后印刷电路板(PCB)焊点质量检测过程的效率、精确度和可靠性,提出了一种单目视觉三维检测方法。首先对已知高度的焊锡表面进行灰度标定,并通过实验获取焊锡材质的相关参数;然后基于建立的光照反射模型推导出高度计算方程,结合标定所得参数,计算初始点的高度;最后基于高度计算方程逐像素迭加获取焊点表面的高度信息,还原焊点表面三维形貌。基于所提方法进行实验表明,电容焊点最长检测时长均小于0.5 s,集成电路焊点最长检测时长均小于1.5 s;与激光三角法的测量结果比较发现,在相同位置采样的实际高度范围为0.436~1.601 mm的10组测量点中,其最大误差为0.119 mm,与实际高度的偏差小于±4%,测量精度达到0.12 mm级别。实验分析结果验证了方法的有效性。     

过程噪声未知但有界情况下不稳定线性离散时间系统最优滤波器设计研究

本文首先研究了不稳定线性离散时间系统的最优线性滤波器设计问题,利用状态观测器结合互质分解方法,将不稳定系统的最优线性滤波问题转化成可解的模型匹配问题,从而可利用已有的逐点优化算法进行求解,推广了线性滤波器的逐点优化设计方法.然后,本文还进一步研究了线性离散时间系统线性滤波器的最优性问题,从理论上证明了线性离散系统的线性滤波器能与非线性滤波器达到相同的最优性.     

互质因子摄动系统最优l1鲁棒控制:连续性与自适应控制

针对具有互质因子摄动和未知干扰的离散时间系统研究了一种自适应鲁棒控制策略. 本文的主要工作包括三个方面.首先建立了互质因子摄动系统最优l1鲁棒控制设计的连续性. 然后,提出了一种带变死区的参数鲁棒估计投影算法.最后,结合所提出的参数估计算法和最优 l1鲁棒控制,利用确定性等价原理提出了互质因子摄动系统的一种新的自适应鲁棒控制方法.基 于本文建立的l1优化设计的连续性,证明了自适应鲁棒控制的全局稳定性,给出了自适应控制系 统稳定性的后验可计算条件.     

l1鲁棒辨识:最小二乘算法及试验设计

现有的l^1鲁棒辨识方法依赖于观测数据窗的起始时刻因而不能用来辨识时变系统,针对该问题基于最小二乘法提出了一种l^1鲁棒辨识算法．该算法与观测窗的起始时刻无关,可用于时变系统的辨识．证明了当试验输入为持续激励信号时所提出的算法为本质最优算法,进一步证明了周期持续激励序列为最优试验信号,并给出了辨识误差紧界的计算公式．最后利用提出的算法研究了慢时变系统的l^1鲁棒辨识问题．     

泄漏蒸汽红外温度场静动态锤尾特性表征与辨识

针对复杂工业现场泄漏蒸汽智能识别需要,文中提出红外温度场表征与辨识方法。利用模拟分析对蒸汽泄漏过程进行研究,揭示其温度场发生发展规律,即扩散特性、锤尾特性、动态特性,中心向源特性为一体的静动态锤尾特性。通过对温度层划分后的蒸汽温度场进行研究,提取蒸汽温度分布细节特征,提出变尺度灰度处理方法,实现了蒸汽红外温度场的高清化表征。为提高辨识速度和精度,建立Mask R-CNN网络模型,对泄漏蒸汽的锤尾特征进行学习和动态挖掘,对单张锤尾样本的识别准确率达到90.71%,总体算法识别准确率达到了99.93%,实现了蒸汽以及泄漏特性的有效辨识。现场实测表明,该算法对连续5帧图像处理时间为0.48 s,对于复杂工业现场的蒸汽泄漏辨识达到了快速准确的辨识效果。     

过程噪声未知但有界情况下系统最优滤波器设计方法

本文基于模型匹配方法提出了一种极小化误差幅值的线性系统的最优滤波器的设计方法,所考虑的过程噪声和量测噪声均为未知但幅值有界信号.该方法的特点是能够处理无穷观测数据量的最优滤波问题.当系统的初始条件已知时,将滤波器设计问题化为一个标准二块₁优化问题;当系统含有未知但有界初始条件时该问题归结为有限个标准₁优化问题,而标准₁优化问题已有成熟算法求解.仿真实例子说明了所提出方法的有效性和可行性.     

基于多控制器的直接自适应控制

为解决多模型自适应控制可能造成的模型失配不稳定性问题,利用非伪控制理论,提出了一种直接辨识控制器的方法。由一步超前控制器构造控制器集,通过一个具有一定属性的恰当选择的代价函数,只要控制器集中至少存在一个镇定的控制器,即自适应控制问题是可行的,滞后切换逻辑总能快速将镇定控制器切换到控制回路中,保证闭环系统稳定和输出误差渐近趋于零。给出了闭环系统在L2e意义下输入输出稳定性结论,并给出仿真实例验证其有效性。     

基于l∞范数和l1范数最小化的二自由度最优鲁棒跟踪控制

研究了具有乘摄动模型不确定性并存在未知干扰系统的最优鲁棒跟踪控制问题,采用二自由度控制器结构Youla参数化方法将最优鲁棒跟踪控制问题转化为两个相互独立的优化问题,跟踪问题和鲁棒设计问题,跟踪问题以l∞范数为性能指标通过极小化跟踪误差的最大幅值实现最优跟踪控制;鲁棒性设计问题中,将模型不确定性视为一种外界干扰,通过极小化干扰到误差的灵敏度函数的l1范数使得干扰对跟踪误差的影响最小,通过截断处理,上述两种优化问题均可化为标准线性规划问题,给出了截断阶数与逼近误差之间的关系,仿真结果表明新方法的有效性。     

基于l_∞范数和l_1范数最小化的二自由度最优鲁棒跟踪控制

研究了具有乘摄动模型不确定性并存在未知干扰系统的最优鲁棒跟踪控制问题 .采用二自由度控制器结构Youla参数化方法将最优鲁棒跟踪控制问题转化为两个相互独立的优化问题 :跟踪问题和鲁棒设计问题 .跟踪问题以l∞ 范数为性能指标通过极小化跟踪误差的最大幅值实现最优跟踪控制 ;鲁棒性设计问题中 ,将模型不确定性视为一种外界干扰 ,通过极小化干扰到误差的灵敏度函数的l1范数使得干扰对跟踪误差的影响最小 .通过截断处理 ,上述两种优化问题均可化为标准线性规划问题 .给出了截断阶数与逼近误差之间的关系 .仿真结果表明新方法的有效性 .     

MIMO离散时间系统混合l1/H2控制

研究了MIMO(多输入多输出)离散时间系统的混合l1/H2优化问题,该问题可描述为最优化一个传递函数矩阵的l1范数同时保证另一个传递函数矩阵的H2范数满足预定的指标.研究了最优目标函数值关于H2范数指标的连续性.证明了MIMO系统混合l1/H2控制问题最优解的存在性.由于基于标定-Q (scaled-Q)方法求解MIMO混合l1/H2问题,避免了进行零点插值运算的困难.通过求解有限维非线性规划问题可得到最优目标值的收敛的上下界.