基于微粒群算法的BBMC控制参数优化研究

基于双闭环控制的BUCK-Boost矩阵变换器(BBMC)具有优良的电气性能,然而其控制参数因采用试凑法获得而难以达到最佳控制效果,为此提出采用微粒群算法对其控制参数进行优化。介绍了BBMC双闭环控制策略与微粒群算法的基本原理,阐述了采用微粒群算法对BBMC双闭环控制策略的控制参数进行优化的具体设计方法,并利用MATLAB对其控制效果进行了仿真验证,同时与试凑法获得的控制参数进行了对比仿真分析。结果表明:利用微粒群算法优化获得的控制参数较试凑法获得的控制参数具有更好的控制效果,BBMC输出波形的谐波失真度更小。     

未知动态环境下非完整移动群机器人围捕

针对未知动态障碍物环境下非完整移动群机器人围捕,提出了一种基于简化虚拟受力模型的自组织方法.首先给出了个体机器人的运动方程,然后给出了未知动态环境下目标和动态障碍物的运动模型.通过对复杂环境下围捕行为的分解,抽象出简化虚拟受力模型,基于此受力模型,设计了个体运动控制方法,接着证明了系统的稳定性并给出了参数设置范围.不同情况下的仿真结果表明,本文给出的围捕方法可以使群机器人在未知动态障碍物环境下保持较好的围捕队形,并具有良好的避障性能和灵活性.最后分析了本文与基于松散偏好规则的围捕方法相比的优势.     

基于改进卷积注意力模块与残差结构的SSD网络

SSD(Single Shot Multibox Detector)是一种基于卷积神经网络的单阶检测算法,相比双阶检测算法,它在保证一定精度的同时显著提高了检测速度,但仍难以满足很多实际应用,尤其是在小目标检测任务中,检测精度更是难以满足需求。针对该不足,文中提出了一种基于改进残差结构与卷积注意力模块的特征提取网络Res-Am CNN(Residual with Attention Module Convolutional Neural Networks),大幅提高了网络的特征提取能力,并在原始SSD金字塔结构中引入上采样加法融合(Additive Fusion with Upsample,AFU)来进行特征融合,增强了浅层特征的表征能力。在PASCAL VOC数据集上的实验结果表明,相比原始SSD网络和主流的检测网络,Res-Am&AFU SSD(SSD with Res-Am CNN and AFU)网络在VOC测试集上的平均精度均值(mean Average Precision,mAP)达到69.1%,在精度上领先单阶网络,接近双阶网络,在检测速度上远快于双阶网络。在小目标测试集上的实验结果表明,Res-Am&AFU SSD网络的mAP为67.2%,比原始SSD提高了9.4%,且该方法具有更加灵活、无需预训练等优点。     

基于未知环境碰撞冲突预测的群机器人多目标搜索研究

群机器人在未知动态环境下进行多目标搜索时,存在碰撞预测和搜索效率不高等问题。提出了一种碰撞几何锥和改进惯性权重的粒子群优化算法相结合的多目标搜索策略。首先,根据静、动态威胁物的不同分别引入碰撞锥(CC)和速度障碍法(VO),提出了简化复杂障碍物的膨胀几何法(SG)和一种改进CC和VO的碰撞几何锥模型(CGC);有效解决了复杂不规则威胁物的避碰预测问题,并根据CGC模型作出威胁评估报告以确定最优避障方向。其次,提出一种改进惯性权重的粒子群优化算法(IWPSO),提高了搜索效率同时有效解决了粒子群优化算法易陷入局部最优的问题。最后,将两种改进的方法(CGC-IWPSO)相结合以实现群机器人的多目标任务搜索,相比于简化虚拟受力(SVF)、自适应机器人蝙蝠算法(ARBR)、具有运动学约束的粒子群算法(KCPSO),本文方法在搜索时耗、能耗以及避障次数上分别至少减少了15.59%、10.14%、14.12%。     

疫情背景下基于闭环控制理论的线上教学实践

针对线上教学管理体系不完善、广大教师线上教学能力不足的问题,以微机原理及应用线上教学课程为例,以教育部的要求"线上教学与线下教学同质等效"为目标,提出并阐述基于自动控制原理中闭环控制理论的"以学生为中心,持续改进"的良性线上教学方法.     

TCSC与发电机汽门的综合非线性控制

针对TCSC与发电机汽门的综合控制,研究了一种基于支持向量机(SVM)逼近的非线性控制器.依据泰勒扩展式,探讨了一种新的输入输出辨识方法,以此直接得到控制律,并由SVM建模来实现.在模型辨识与控制律设计中,采用普通的SVM学习方法,而无需离线或在线的学习优化.基于Lyapunov方法,文章给出了控制器的鲁棒性与闭环稳定性的证明.仿真实验验证了该控制器的有效性.     

基于支持向量机的发电机组逆模型控制

针对同步发电机组这个非线性、工况复杂的多变量控制对象,研究了一种基于支持向量机的发电机组逆模型控制方法.根据采集到的输入输出样本数据,首先由支持向量机网络来辨识发电机组的逆模型,以此作为逆控制器没计的基础.随后.分析了2种不同的逆模型控制器,即直接逆模型控制和具有线性补偿的逆模型控制.仿真研究表明,支持向量机逆模型控制器具有优良性能,而且线性补偿逆模型控制比直接逆模型控制的性能更优,鲁棒稳定性更好.     

多环路供水系统水温前馈-反馈模糊控制

本文介绍了利用前馈－反馈复合功能模糊控制方法对多环路供水系统水温进行有效控制，并用MATLAB工具进行了系统仿真。仿真结果和实际运行都表明该方法的有效性。     

未知环境下群机器人多目标搜索协同控制

未知环境下,群机器人无法预先获取多目标搜索的环境信息,仅可局部感知与局部通信.本文针对避障效率与搜索效率的缺陷提出边界扫描的避障策略和目标位置估计的粒子群算法,边界扫描的避障策略(BSOA)将障碍物简化成连续障碍物与非连续障碍物两种情况,并根据情况向特定边界运动;目标位置估计的粒子群算法(TPEPSO)则利用获取的目标信号估计目标位置,结合粒子群算法到达目标附近,从而实现目标搜索.提出的方法与基于简化虚拟受力分析模型的循障避碰方法(SVF)及扩展粒子群算法(EPSO)、自适应机器人蝙蝠算法(ARBA)仿真比较,搜索效率提高5.72%～21.58%,总能耗减少4.30%～19.11%.     

复杂环境下群机器人自组织协同多目标围捕

针对动态多目标围捕,提出了一种复杂环境下协同自组织多目标围捕方法.首先设计了多目标在复杂环境下的运动模型,然后通过对生物群体围捕行为的研究,构建了多目标简化虚拟受力模型.基于此受力模型和提出的动态多目标自组织任务分配算法,提出了群机器人协同自组织动态多目标围捕算法,这两个算法只需多目标和个体两最近邻位置信息以及个体面向多目标中心方向的两最近邻任务信息,计算简单高效,易于实现.接着获得了系统稳定时参数的设置范围.由仿真可知,所提的方法具有较好的灵活性、可扩展性和鲁棒性.最后给出了所提方法相较于其它方法的优势.