用P-MA解决多目标炉次计划编制问题

针对炼钢-连铸-热轧一体化生产中的炉次计划编制问题建立了基于多目标优化的数学模型,并设计了P-MA（Pareto-basedMemeticAlgorithm）。基于多目标优化的数学模型能更好地反映炉次计划的工艺约束,可以得到多个Pareto非支配解,为一体化生产的动态协调和调整提供了更多的炉次方案,使整个生产过程具有更大的灵活性。P-MA采用SPEA2的框架并结合了基于Pareto支配性的自适应网格存档（AGA）策略来评价邻域解的质量,以确定是否接受这个新解。通过对实际生产数据的仿真实验验证了P-MA在求解多目标炉次计划编制问题上是有效的。     

基于自适应滑模的多螺旋桨浮空器容错控制

针对多螺旋桨浮空器执行机构易发生故障的容错控制问题,同时考虑系统所受到的未知外部扰动和螺旋桨输入幅值的饱和约束,提出一种自适应滑模容错控制方法。建立浮空器的四自由度运动模型,系统分析矢量螺旋桨的故障类型,分为输出力的大小故障和矢量转角故障,得到浮空器执行机构的故障模型。基于自适应和滑模控制理论,由跟踪目标与系统当前状态偏差设计积分滑模面。针对未知外部扰动和执行机构偏移故障,设计相应的自适应律进行处理;针对螺旋桨输入饱和约束,应用Sigmoid函数设计跟踪轨迹进行处理。由此设计一种自适应滑模容错控制策略,利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的全局渐近稳定性能。以上海交通大学的多螺旋桨浮空器为模型,仿真验证了故障容错控制方法的有效性和鲁棒性。      

时变时滞不确定系统的鲁棒控制

基于鲁棒二次稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法,研究了具有时变状态时滞的不确定系统的鲁棒H_∞控制问题,给出了对所有允许不确定性,被控对象满足H_∞范数界γ约束下鲁棒二次稳定的一个充分条件.通过求解一个线性矩阵不等式,即可获得H_∞状态反馈控制器.     

板坯连铸二次喷淋冷却的优化

铸坯连铸的二次冷却技术（简称二冷）是连铸的关键技术之一,对铸坯的表面和内部品质有重要的影响。二冷效果的优劣跟二冷段的零段喷嘴的规格、喷嘴布置方式、喷淋管的布置方式有很大的关系。     

冶金板材冷轧机传动系统振动自适应调控优化

针对轧机运行阶段发生的扭振问题,建立一种基于系统性能调控约束(PPC)的冷轧机振动自适应控制优化方法。选择Matlab软件对上述内容开展仿真测试,确定了本次构建的控制器满足有效性和优越性标准。研究结果表明：未设置PPC约束控制器形成了明显超调,测试0.4 s后达到了稳定的系统运行状态;自适应控制器中对性能域设置了约束,有效控制系统超调量并在更短时间内完成调节过程,使系统达到更高稳定性。该研究有助于提高冶金领域板材成形效率,具有很高的应用推广价值。     

含有自校正模型的加权多模型自适应控制

研究了含有大范围参数不确定性离散时间被控对象的加权多模型自适应控制问题(包括模型集构建和加权算法分析).通过构建含有自校正模型和多个固定模型的模型集覆盖并逼近被控对象,在模型输出误差可分的前提下,采用基于模型输出误差性能指标的加权算法,并依据固定模型中是否包含真实被控对象模型的不同情形分析加权算法的收敛性.在权值收敛的前提下,利用虚拟等价系统理论,分析了参数未知线性时不变和参数跳变的情形,在不依赖于特定局部控制算法的基础上,证明了此种模型集构建下的加权多模型自适应控制系统的稳定性和收敛性,放宽了先期加权多模型自适应控制系统稳定性分析中关于模型集构建的约束条件.最终,通过计算机MATLAB仿真,验证了此类加权多模型自适应控制系统的收敛性和闭环稳定性.     

冷轧机抗扰动振动控制调控约束优化分析

冷轧机是冶金板材成形领域重要的设备之一,其在运行过程中产生的扭振问题对冶金板材的质量控制影响很大,为此开展了基于系统性能调控约束（PPC）的冷轧机振动控制优化分析。在建立冷轧机抗扰动振动控制系统模型的基础上,开展工况仿真分析。研究结果表明：在外部扰动情况下,没有PPC约束的自适应控制器出现了大幅振荡,设置PPC约束后达到了更优收敛状态,系统呈现稳定运行状态,该研究只需设置合适的性能域便能够使系统达到理想控制状态,简化了控制器操作性能。     

具有状态约束与输入饱和的全向移动机器人自适应跟踪控制

研究了全状态约束与输入饱和情况下的全向移动机器人轨迹跟踪控制问题.首先,针对一类三轮驱动的全向移动机器人,考虑系统存在模型参数不确定与外部扰动,建立了运动学与动力学模型;其次,利用障碍Lyapunov函数,结合反步设计方法,有效处理全向移动机器人跟踪过程中存在的状态约束,保证所有状态变量不会超出状态约束的限制区域;然后,针对系统参数不确定和未知有界扰动,设计相应的自适应律进行处理;同时,提出一种抗饱和补偿器保证机器人输入力矩满足饱和约束;并且利用Lyapunov理论分析证明了当选取合适的控制参数时闭环系统中的所有信号均能保证一致有界;最后,通过与未考虑状态约束和输入饱和的控制器以及经典比例-微分控制器进行仿真对比,验证了该方法的有效性和鲁棒性.      

具有状态约束与输入饱和的全向移动机器人自适应跟踪控制

研究了全状态约束与输入饱和情况下的全向移动机器人轨迹跟踪控制问题.首先,针对一类三轮驱动的全向移动机器人,考虑系统存在模型参数不确定与外部扰动,建立了运动学与动力学模型;其次,利用障碍Lyapunov函数,结合反步设计方法,有效处理全向移动机器人跟踪过程中存在的状态约束,保证所有状态变量不会超出状态约束的限制区域;然后,针对系统参数不确定和未知有界扰动,设计相应的自适应律进行处理;同时,提出一种抗饱和补偿器保证机器人输入力矩满足饱和约束;并且利用Lyapunov理论分析证明了当选取合适的控制参数时闭环系统中的所有信号均能保证一致有界;最后,通过与未考虑状态约束和输入饱和的控制器以及经典比例-微分控制器进行仿真对比,验证了该方法的有效性和鲁棒性.     

基于预瞄距离的地下矿用铰接车路径跟踪预测控制

矿用车辆无人驾驶是实现矿山无人化开采的关键技术, 而路径跟踪控制是无人驾驶系统的核心技术之一.路径跟踪控制系统是多变量、多约束系统, 采用传统方法在多约束条件下存在执行器饱和等问题.针对上述问题, 本文引入模型预测控制方法, 通过考虑车辆的姿态与位置之间的关系, 以跟踪路径的横向偏差最小化和车辆的航向角偏差最小化为目标对预测控制的目标函数进行优化, 以获得车辆速度和铰接角度的最优控制量, 实现对多变量、多约束系统的求解.针对模型预测控制算法不能提前判断道路曲率突变而导致跟踪超调的问题, 提出基于预瞄距离的控制方法, 通过提前判断道路突变信息, 提高车辆路径跟踪精确性和稳定性.使用Matlab/Adams仿真软件进行对比仿真试验, 结果表明: 使用模型预测跟踪控制器能够解决多变量、多约束系统控制问题, 有效防止执行器饱和; 而使用基于预瞄距离的模型预测跟踪控制器能够使车辆的横向位置偏差保持在±0.04 m, 航向角偏差保持在±1.8°范围内, 相较于改进前的控制器, 其横向位置偏差减少了80.9%, 航向角偏差减少了59.1%, 证明改进后的控制器具有更好的横向稳定性和精确性.      

狭窄道路双向行车预警系统及其应用

某矿山运输道路有4.5 km地处山区,路况复杂,且弯道较多,道路狭窄,只能单向通行,对面通行车辆相遇后需倒车至避车位置让行,严重影响通行效率,存在很大安全隐患。针对狭窄道路通行预警的问题,开发设计了狭窄道路双向行车预警系统,以矿山运输道路安全通行为研究对象,通过车辆检测与方向判断,控制信号的无线传输,选择可靠的检测、控制、计算、传输装置,根据检测信号通过PLC控制器进行比较处理,达到安全行车控制的目的,最大程度提高车辆通行安全。系统投入运行后,行车安全得到保障,解决了单行道路行车无法提前避让的危险隐患。     

昆虫悬停飞行的动稳定性: 理论分析与数值模拟

近十年来,研究人员从飞行生物的飞行机理着手分析,对扑翼飞行机器人的姿态控制、位置控制设计以及系统稳定性分析展开了深入研究,基于鲁棒控制、神经网络等技术,提出了诸多控制方法实现扑翼飞行机器人的自主飞行,其中,姿态控制通过自适应等控制器并结合线性化方法来实现,位置控制则通过搭建层级架构的控制器等方法来完成,并通过设计扰动观测器等来处理系统的不确定性,以提高系统稳定性能。通过对相关研究工作进行总结,可以看出目前扑翼飞行机器人的飞行控制研究仍大多处于理论阶段,还需要进一步结合工程应用中的实际需求,推进扑翼飞行机器人的应用与推广。最后,探讨了扑翼飞行机器人飞行控制未来的研究方向。     

Routing and Permitting Techniques of Overweight Vehicles

Overweight vehicles require permits to cross the highway bridges, which are designed for “design load vehicles” (prescribed in the national standards). A new, fast, and robust method is presented for the verification of bridges, which requires minimal input only: the axle loads, axle spacing, the bridge span(s), and the superstructure type. The bridge can be a single or a multispan girder, an arch bridge, a frame structure, or a box girder. The overweight vehicle may operate within regular traffic or it may cross the bridge at a given lane position while other traffic is prohibited on the bridge. The method is illustrated by numerical examples for deck-girder bridges and for a box girder.     

矿用铰接式车辆路径跟踪控制研究现状与进展

铰接式车辆的路径跟踪控制是矿山自动化领域中的关键技术，而数学模型和路径跟踪控制方法是铰接式车辆路径跟踪控制中的两项重要研究内容。在数学模型研究中，铰接式车辆的无侧滑经典运动学模型较为适合作为低速路径跟踪控制的参考模型，而有侧滑运动学模型作为参考模型时则可能导致侧滑加剧。此外基于牛顿–欧拉法建立的铰接式车辆四自由度动力学模型原则上满足路径跟踪控制的需求，但是还需要解决当前的四自由度模型无法同时反映瞬态转向特性和稳态转向特性的问题。在路径跟踪控制方法研究中，反馈线性化控制、最优控制、滑模控制等无前馈信息的控制方法无法有效解决铰接式车辆跟踪存在较大幅度曲率突变的参考路径时误差较大的问题，前馈–反馈控制可以用于解决上述问题，但是在参考路径具有不同幅度的曲率突变时需要解决自动调整预瞄距离的问题，而模型预测控制，尤其是非线性模型预测控制，可以更加有效地利用前馈信息，且不需要考虑预瞄距离的设置，从而可以有效提高铰接式车辆跟踪存在较大幅度曲率突变的参考路径时的精确性。此外，对于基于非线性模型预测控制的铰接式车辆路径跟踪控制，还需深化三个方面的研究。首先，该控制方法仍然存在误差最大值随参考速度增大而增加的趋势。其次，目前该控制方法以运动学模型作为预测模型，无法解决铰接式车辆以较高的参考速度运行时侧向速度导致的精确性下降和安全性恶化的问题。最后，还需对这种控制方法进行实时性方面的优化研究。      

Bridge Structural Condition Assessment Based on Vibration and Traffic Monitoring

A stochastic model of traffic excitation on bridges is developed assuming that the arrival of vehicles traversing a bridge (modeled as an elastic beam) follows a Poisson process, and that the contact force of a vehicle on the bridge deck can be converted to equivalent dynamic loads at the nodes of the beam elements. The parameters in this model, such as the Poisson arrival rate and the stochastic distribution of vehicle speeds, are obtained by image processing of traffic video data. The model reveals that traffic excitations on bridges are spatially correlated. This important characteristic is usually incorrectly ignored in most output-only methods for the identification of bridge structural properties using traffic-induced vibration measurement data. In this study, the stochastic traffic excitation model with partial traffic information is incorporated in a Bayesian framework, to evaluate the structural properties and update their uncertainty for condition assessment of the bridge superstructure. The vehicle weights are also estimated simultaneously in this procedure. The proposed structural assessment methodology is validated on an instrumented highway bridge.     

Dynamic Performance Simulation of Long-Span Bridge under Combined Loads of Stochastic Traffic and Wind

Slender long-span bridges exhibit unique features which are not present in short and medium-span bridges such as higher traffic volume, simultaneous presence of multiple vehicles, and sensitivity to wind load. For typical buffeting studies of long-span bridges under wind turbulence, no traffic load was typically considered simultaneously with wind. Recent bridge/vehicle/wind interaction studies highlighted the importance of predicting the bridge dynamic behavior by considering the bridge, the actual traffic load, and wind as a whole coupled system. Existent studies of bridge/vehicle/wind interaction analysis, however, considered only one or several vehicles distributed in an assumed (usually uniform) pattern on the bridge. For long-span bridges which have a high probability of the presence of multiple vehicles including several heavy trucks at a time, such an assumption differs significantly from reality. A new “semideterministic” bridge dynamic analytical model is proposed which considers dynamic interactions between the bridge, wind, and stochastic “real” traffic by integrating the equivalent dynamic wheel load (EDWL) approach and the cellular automaton (CA) traffic flow simulation. As a result of adopting the new analytical model, the long-span bridge dynamic behavior can be statistically predicted with a more realistic and adaptive consideration of combined loads of traffic and wind. A prototype slender cable-stayed bridge is numerically studied with the proposed model. In addition to slender long-span bridges which are sensitive to wind, the proposed model also offers a general approach for other conventional long-span bridges as well as roadway pavements to achieve a more realistic understanding of the structural performance under probabilistic traffic and dynamic interactions.     

5G视频监控无人押车在原料检验中的应用

原料供货车辆进厂后需要押车,以确保道路交通安全,同时打击司机抛撒非铜物料等作假行为,避免工厂蒙受损失。由于人工押车工作效率低,采用基于5G的无线视频监控技术对车辆行驶状况进行智能监控已成大势所趋,当出现车辆违章和抛撒非铜物料等违规行为时,监控中心能自动判断并发送预警,便于检验人员及时处置。     

Aspects of driving performance as a function of field dependence.

Conducted 3 experiments, each using 10 field-dependent and 10 field-independent male Ss, to investigate the relationship between field dependence and performance in selected driving situations. Exp I compared the field dependent and field independent groups in terms of control in a skidding situation. Overall performance levels were not statistically different, although the field-independent Ss showed a performance improvement after the 1st trial and the field-dependent Ss did not. Exp II and III compared performance in a platoon car-following situation. Results indicate that field-dependent Ss may not use information from vehicles ahead of the lead vehicle as well as do field-independent Ss. (PsycINFO Database Record (c) 2010 APA, all rights reserved)