面向稳定目标的深空探测器可重构性评价与自主重构设计

针对现有研究中缺乏指标指导深空探测器控制系统重构策略设计的量化指标的问题,本文研究了在资源受限且不可维修的条件下,面向稳定目标的深空探测器可重构性评价和自主重构设计问题。本文将在地面设计阶段考虑深空探测器控制系统的可重构性,并基于可重构性评价指标指导系统的自主重构控制方法,从设计角度提高深空探测器控制系统运行质量。首先通过左右互质分解的技术手段,基于稳定性目标,定量地给出了系统可重构性指标,描述并评价了深空探测器控制系统的重构能力;然后基于所得指标,为控制系统重构设计提供理论参考依据;最后通过数值仿真证明了该方法的有效性和正确性。     

基于MMD的故障可诊断性定量评价方法

提出一种基于最大均值差异(maximum mean discrepancy,MMD)的故障可诊断性定量评价方法.该方法无需构建任何系统模型,通过度量不同故障模式下测量数据之间的距离定量评价故障可诊断性,适用于结构复杂、不易于建模且能够获取测量数据的复杂系统.首先,将测量数据通过特征核映射到可再生核希尔伯特空间(reproducing kernel Hilbert space,RKHS)中,以MMD作为多元分布距离度量指标,将故障可诊断性定量评价问题转换为多元分布在RKHS中的距离度量问题;然后,利用数学推导分析测量噪声强度对故障可诊断性评价结果的影响;最后,通过仿真实例验证所提出方法的有效性.     

考虑时间特性影响的控制系统可重构性定量评价方法研究

故障诊断时间和控制重构延时严重影响了控制系统的实际重构性能,然而目前缺乏相关研究.基于该现状,本文针对执行器快变偏差故障,重点考虑时间特性影响,结合能量与输入约束,对控制系统可重构性的定量评价问题展开了研究.首先,以基于观测器的故障诊断算法和控制重构方案为例,建立了重构系统模型;然后,以该模型为对象,通过对重构过程中关键时刻的分析,深入研究了系统故障后的动态特性,并综合考虑故障引起的状态偏差、资源浪费以及诊断误差,设计了用于描述故障系统性能下降程度的二次型性能指标;其次,利用Lyapunov稳定性理论,定量求解了性能指标关于时间的一般表达式,进而求得该指标在整个时域中的最优解;最后,基于最优性能指标,引入了可重构度的概念,实现了对控制系统可重构性的理论判定以及定量描述,并通过数值仿真验证了所提可重构性分析方法的有效性.     

动态系统实际故障可诊断性的量化评价研究

提出了一种新颖的动态系统实际故障可诊断性量化评价方法. 该方法无需设计任何诊断算法, 仅通过解析模型即可给出动态系统故障检测和隔离的难易程度, 从而为实现在系统设计阶段提高故障诊断能力的工程目标提供理论指导和参考依据. 首先, 通过标准化模型和等价空间变换, 将状态空间描述的随机动态系统实际故障可诊断性评价问题转化为概率统计中多元分布相似度判别的数学问题; 然后, 根据严格的数学证明, 指出距离相似度判别准则在进行可诊断性量化评价中存在的不足. 进而, 为弥补该不足, 利用故障矢量的分布概率以及不同故障矢量之间的余弦相似度, 设计基于方向相似度的可诊断性量化评价新方法; 最后, 通过数学仿真验证该方法的有效性和优越性.     

有干扰的控制系统故障可诊断性量化评估

故障可诊断性的量化指标在控制系统设计过程中极为重要.为此,我们提出了一种适用于线性动态系统的故障可诊断性量化评估方法.考虑到过程和观测噪声等干扰因素对评估结果正确性的影响,我们采用等价空间方法获取系统输入/输出与故障之间的解析冗余关系,将故障可诊断性评估问题转化为概率统计中多元分布的差异度判别问题.引入巴氏系数(Bhattacharyya coefficient,BC)对多元分布之间的差异度进行量化,通过严格的数学证明得到可诊断性量化指标,并给出具体评估流程.以卫星姿态控制系统为仿真算例,将本文所提评估方法应用于该系统;仿真结果表明:该方法能够在不依赖于任何诊断算法的前提下,定量分析故障诊断的难易程度.     

直拉硅单晶非均匀相变温度场最优控制

针对直拉硅单晶固液界面相变温度场的非均匀性导致晶体直径不均匀问题,提出一种基于偏微分方程(PDE)模型的温度场最优控制策略.考虑生长速率波动的影响,建立了一种改进的提拉动力学模型,确定了域边界演化动力学关系.研究基于抛物型PDE的时变空间域对流扩散过程的温度模型,描述了域运动在对流扩散系统上的单向耦合.针对无限维分布参数系统建模控制难问题,采用谱方法进行系统近似,选取整个空间域的全局和正交的空间基函数,通过Galerkin方法对无限维系统进行降维,获得了该系统的近似模型.采用线性二次型方法控制晶体生长温度,通过仿真实验对相变温度场模型进行验证.结果表明,优化后的模型能够获得较为平稳的晶体生长速率,减小了生长直径的波动,使得固液界面径向温度分布更加均匀,验证了该方法的有效性.     

利用联合平滑性的时变图信号重构算法

传感器网络、社交网络等应用领域中随时间变化的高维非欧几里得数据可以被抽象为时变图信号。为了从有噪、有缺失的信号的观测值中重构真实信号,提出一种利用信号联合平滑性的重构算法。用基于时域-空间域联合图傅里叶变换的联合变差表示信号的平滑性;利用联合变差可分离为时域和空间域变差的和以及空间域中时差信号比信号本身更平滑的特性,建立信号重构的凸优化模型;求解优化问题得到重构后的信号。实验结果表明：与基于时差信号平滑性算法和基于联合变差最小化算法相比,该算法的重构误差更小。     

控制网络节点可重构无线通讯协议性能仿真

控制网络的通信环境具有不确定特征,且协议异构性突出,为改善网络延时,提高系统稳定性,提出控制网络节点可重构无线通讯协议性能仿真.将控制系统中的网络协议分为物理层、链路层、网络层与应用层,结合动态性、实时性等需求,确立节点可重构通讯协议体系,定义层次功能;通过加权图建立协议拓扑结构数学模型,选择遗传算法的编码与适应度函数,经过交叉变异操作,确定终止条件,选取通讯最佳路径,实现协议重构;使用总传输延时与平均传输延时评估协议服务质量的仿真指标,采用稳定性、可靠性等完成对控制系统性能评价.仿真结果表明,网络传输延时小、系统运行稳定,重构后的无线通讯协议具有良好性能.     

含电动汽车配电网重构的可靠性考虑

电动汽车(EV)是新出现的一类大型用电负荷,既环保又经济。电动汽车的接入给配电网系统重构带来了大的挑战。基于配电网可靠性和网络重构方面的研究,提出了一种考虑配电网可靠性及含电动汽车下的快速重构方法。选取有功网损指标、平均供电可用率指标和系统供电量不足指标作为评价指标体系。构造满意度评估函数进行量纲统一,将多目标函数通过判断矩阵法转换为单目标函数,实现对配电网系统重构的快速计算。算法在重构后期引入可靠性评估,在考虑系统可靠性的情况下,降低了计算时间。在此基础上,基于粒子群算法,对含电动汽车的IEEE-33节点系统进行仿真。仿真结果验证了此方法的正确性及有效性。通过配电网重构,可以进一步提高能源利用率及经济性。     

基于自适应线性自抗扰控制的飞机防滑刹车系统重构控制

飞机防滑刹车系统是确保飞机安全起飞、着陆和滑跑的重要航空机电系统. 除了其动力学中的强非线 性、强耦合以及参数时变外, 潜在的执行器等组件故障也会严重降低防滑刹车系统的安全性与可靠性. 为满足故障 及扰动状态下系统的性能需求, 本文提出了一种基于自适应线性自抗扰控制的飞机防滑刹车系统重构控制方法. 根据飞机防滑刹车系统的组成结构及工作原理对其进行数学建模, 并对执行器注入故障因子. 设计了自适应线性 自抗扰重构控制器, 同时分析了整个闭环系统的稳定性. 该控制器将组件故障、外部干扰以及测量噪声等视为总扰 动, 根据状态误差反馈和系统输出信息, 利用BP神经网络在线优化更新扩张状态观测器和状态误差反馈律参数, 从 而更精确地观测与补偿总扰动带来的不利影响. 最后, 在不同跑道环境下的仿真结果验证了所提出重构控制器的适 应性和鲁棒性.     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

联合收割机脱粒滚筒恒速智能控制器设计

研究了轴流式联合收割机的控制问题,给出了联合收割机脱粒滚筒的数学模型,介绍了基于模式识别的智能控制原理,建立了联合收割机脱粒滚筒恒速控制模型,设计了基于模式识别的智能恒速控制器.应用Matlab/Simulink进行了控制器仿真,其结果表明,将基于模式识别的智能控制应用于联合收割机脱粒滚筒的恒速控制,其过渡过程平稳、响应速度快、无超调、无振荡并且无稳态误差.     

计算机辅助课表编排技术的研究

讨论了几种实用的计算机辅助课表编排技术及在实际编排中的应用。应用分析表明，采用分批与或图搜索和分批优化的匈牙利算法相结合的方法，在计算机辅助课表编排中是行之有效的。     

Complexity of approximation of 3-edge-coloring of graphs

The problem to find a 4-edge-coloring of a 3-regular graph is solvable in polynomial time but an analogous problem for 3-edge-coloring is NP-hard. To make the gap more precise, we study complexity of approximation algorithms for invariants measuring how far is a 3-regular graph from having a 3-edge-coloring. We show that it is an NP-hard problem to approximate such invariants with an error O(n1−ε), where n denotes the order of the graph and 0<ε<1 is a constant.     

桥面损坏状态评估专家系统探讨

介绍关于桥梁结构损坏状态评估专家系统，在讨论状态评估方法的基础上，重点介绍损坏状态评估因素关系树的建立及各因素状态的模糊表达式等，最后以桥面诊断过程为例介绍系统的构成及诊断流程图，知识表达方式，系统推理过程及工作流程。     

Topological formulation of termination properties of iterates of functions

We consider a number of decision problems, that appear in the dynamical systems and database literature, concerning the termination of iterates of real functions. These decision problems take a function as input and ask, for example, whether this function is mortal, nilpotent, terminating, or reaches a fixed point on a given point in . We associate topologies to functions and study some basic properties of these topologies. The contribution of this paper is a translation of the above mentioned decision problems into decision problems concerning well-known properties of topologies, e.g., connectivity. We also show that connectivity of topologies on is undecidable for n>1.     

实现三维喷绘的软件系统设计

对三维喷绘软件系统的设计,通过USB 2.0实现与喷绘主板的高速图像数据通信。基于ARM与MCX314的运动控制器实现实时三轴运动控制以及精确的喷头时序控制,论述USB驱动程序和ARM固件的开发。结果表明,该系统具有设计简洁、成本低、可扩展性强和实用性高等特点。     

矿用传感器的伪数据滤除方法

介绍了矿用传感器的组成和工作原理,分析了矿用传感器伪数据的表现形式和产生的原因,并从抗干扰设计、低功耗设计和信号输出方式等方面提出了矿用传感器伪数据滤除的基本方法。实际应用表明,该方法减少了矿用传感器产生伪数据的几率,提高了矿用传感器的稳定性和安全监控系统的可靠性。     

辐照仪控制系统的设计

通过使用可编程控制器中的专用脉冲输出指令和高速计数器,实现了对辐照仪步进电机的精确控制。介绍了辐照仪的工作过程和控制系统的组成,给出了控制软件的流程及控制步进电机转动误差的措施,并利用触摸屏实现了人机界面控制。实际应用表明,该系统性能可靠、控制精确、实用性强。     

《数据库系统概论》教学方法探索

针对<敷据库系统概论>课程的教学性质,结合其理论和实践教学并重的教学特点,对该门课程的本科生教学进行了探索.分析该门课程的体系结构和教学中存在的问题,给出了相应的解决办法,对该门课程的教学方法进行了研究、探索和总结.