基于时延补偿机理的工业机器人视觉跟踪控制系统

为提升机器人抓取精度,基于时延补偿机理设计工业机器人视觉跟踪控制系统。通过摄像机与机械臂之间的坐标系关系标定摄像机的外部参数;对工业机器人的运动情况进行建模,机器人机械臂在运动过程中产生坐标系变换,利用齐次坐标变换矩阵描述机械臂连杆运动位姿,引入模糊时延补偿算法,提高机械臂跟踪控制精度。系统性能测试结果表示：针对不同形状和位姿角度的物体,设计的系统在抓取过程中能够逐渐缩小误差,最终提高实验中的成功抓取次数,验证了设计系统的可靠性。     

基于模糊控制系统的机械臂自适应控制算法设计

针对现有机械臂控制算法,在轨迹控制和精度补偿方面存在的不足,设计了一种基于模糊补偿系统的自适应控制算法。先在笛卡尔空间内分析了机械臂的空间动力学运动过程,并得出机械臂运动中的最优力矩值,构建模糊控制规则并设定模糊子集;对经典模糊理论进行优化,引入可变论域思维在机械臂运动过程中,系统会实时反馈末端执行器行动轨迹,并实施动态化补偿;基于自适应算法对可变论域模糊控制器进行二次优化,修正模糊规则并校正模型的控制量参数,提升和改善整个机械臂系统的控制精度。实验结果显示,模糊补充自适应控制算法在多关节和多连杆机械臂的角度控制和位移控制精度方面有较大的优势,同时各关节和连杆的运动相应时间仅为0.27s和0.20s。     

面向犹豫模糊语言信息的大型群体分类集结模型

研究基于犹豫模糊语言信息的大型群体决策分类和集结问题.提出一种面向犹豫模糊语言信息的专家相似度构建方法,相似度测算基于犹豫相似度和距离相似度综合考虑;改进编网分类方法,借助基于相似矩阵的编网分类方法对大型群体专家进行初步分类,确定可接受范围,对专家进行再分类并通过分类精度指标对分类的有效性进行验证以确定最终类别;构建大规模群体信息集结的类内集结和类间集结框架,对类内专家信息进行集结以获得概率语言信息;提出一种基于语言概率分布的类可靠度计算方法,基于类可靠度和类专家数量占总体数量比例综合考虑确定类别权重以实现类间信息集结,进而根据集结的概率语言信息计算对象期望值并进行排序.最后,通过算例及方法比较验证所提出方法的有效性.     

机械臂绝对定位精度测量

提出了用激光跟踪仪标定机械臂的D-H参数、测量机械臂绝对位姿以及对机械臂的绝对定位精度进行分析的方法;用激光跟踪仪测量机械臂各个关节单独运动时得到的一系列离散点,就可确定机械臂各个关节的轴线,由此建立机械臂的D-H坐标系,并对D-H参数进行标定;然后,给出了由6D激光头位姿确定机械臂末端位姿的方法;最后,推出了由测量位姿值与命令位姿值相比较,得到机械臂绝对定位的位置和姿态偏差的方法;这些方法可以有效、迅速地完成对机械臂绝对定位精度的测量.     

一种改进的基于架构的软件可靠性模型

基于架构的软件可靠性分析往往把构件的可靠性当作自身固有不变的属性,忽略了在不同的输入剖面下,因构件所处的交互环境不同造成的实际可靠性的变化。改进了一种基于架构的可靠性模型,引入转移目的构件剖面矩阵来建立系统操作剖面和构件可靠性的联系,并给出了改进后的可靠性合成算法。实例分析表明,该模型可以全面捕捉到在不同系统操作剖面下,因构件之间转移概率和构件可靠度这两个参数的变化对整体可靠性产生的影响,提高了系统设计阶段可靠性分析的精确性。     

空间冗余机械臂路径规划方法研究

针对空间站遥操作7DOF冗余机械臂路径规划的安全性、可靠性问题,提出了基于臂型角逆运动学的优化A*路径规划算法.本文根据臂型角参数化完善了逆运动学方法,得到了32组完备逆解集,增加了路径规划时逆解选择的灵活性;通过臂型角搜索和最小奇异值优化A*路径规划算法,提高机械臂避障、避奇异能力,机械臂操作的灵活性和路径的安全可靠性;同时根据路径优化策略,有效平滑了路径,减少了机械臂的磨损.仿真结果说明了该方法的有效性.     

基于最小二乘法的桥式起重机机械臂关节控制系统设计

机械臂关节控制过程存在姿态误差,提出基于最小二乘法的桥式起重机机械臂关节控制系统设计;设计机械臂总体架构,达到级联组成末端位姿目的,使用全驱动灵巧手,包含1手掌和3手指,采用多个连杆串并联混合的形式传递运动和力矩,借助AT89C51单片机设计电路结构;采用最小二乘法构建机械臂的响应面模型,通过H-D参数法计算机械臂末端运动关节间位姿误差,建立误差模型,利用DETMAX算法分析运动参数,实现最小姿态选取,将机械臂运行速度数据记录在控制系统平台中,根据机械臂运行速度信息获取其均匀性控制状况,实现控制;激光测振仪的输出单位为1 mm/V,柔性机械臂的振动周期200ms,训练样本集大小为300,测试集样本大小为100,实验结果可表明,该方法机械臂关节运动拟合度与实际情况基本一致,位置跟随误差见效时间需要0.05～0.2 s,之后位置跟随误差便能够保持在较小的范围之内.     

矿井机械动态可靠度的数学模式及其计算

阐述了应用动态可靠度研究矿井机械可靠性的重要作用。从模糊数学的理论出发 :论证了矿井机械的时序技术状态及测试所提取特征量信息的模糊性 ,并建立了相应的数学模型。在此基础上给出了矿井机械动态可靠度和故障率的计算方法 ,指明了模糊信息的实用价值。     

机械臂自调整因子模糊PD迭代学习控制研究

大部分模糊控制器不具有适应控制对象变化的能力,基于此设计一种自调整因子模糊控制器,并针对机械臂长时间重复操作导致运动精确度下降这一类问题,结合迭代学习控制方法,提出一种自调整因子模糊PD迭代学习控制方法;以双关节机械臂为研究对象,利用Fuzzy工具箱编写模糊控制规则,通过系统产生的误差以及误差的变化率作为模糊控制器的输入量调整模糊系统中的量化因子和比例因子,实现模糊规则的更新和对迭代学习控制中的PD参数的实时调整,系统的自适应性得到提高,并在Simulink中进行机械臂的运动控制实验,仿真结果表明,所提控制方法最终产生的误差可以精确到0.0001 rad,同时在进行第2次迭代时关节角度和角速度误差收敛基本趋于零,整体的控制效果较好。     

基于直觉模糊集的时域证据组合方法研究

证据理论已广泛应用于时空信息融合领域,由于时域信息融合表现出明显的序贯性和动态性,为实现基于证据理论的时域信息融合,有效处理时域冲突信息,结合证据可靠性评估和证据折扣的思想,在直觉模糊框架内提出了一种基于复合可靠度的时域证据组合方法.首先定义一种基于可靠度的直觉模糊数排序方法,在此基础上提出一种基于直觉模糊多属性决策的证据可靠性评估方法;然后,基于此方法对时域信息序列中相邻时间节点的证据可靠性进行评估,得到时域证据的相对可靠性因子;最后,结合由时域证据可靠度衰减模型得到的实时可靠性因子,得到时域证据的复合可靠性因子,再基于证据折扣运算和Dempster证据组合规则提出一种基于复合可靠度的时域证据组合方法.数值算例和仿真表明,该方法具有较强的时间敏感性,充分体现了时域信息融合的动态性特点,可以较好地处理时域证据中的冲突信息,基于该方法构建的融合识别系统具有较强的抗干扰能力.     

直觉模糊框架内的证据动态可靠性评估及应用

基于证据理论与直觉模糊集之间的关系,提出了一种新的证据可靠性评估方法,该方法可以在先验知识缺乏的情况下,对各证据源的可靠性进行评估。首先,将证据理论中的基本概率赋值函数(Basic Probability Assignment,BPA)转化为直觉模糊集;然后,通过直觉模糊集之间的相似度度量对各BPA之间的相似度进行计算;在此基础上,提出证据支持度的概念,通过分析证据支持度与证据可靠性之间的关系,获得证据的相对可靠性和绝对可靠性;最后,基于证据折扣运算对原始证据进行修正,采用Dempster组合规则对修正后的证据进行组合。此外,基于直觉模糊框架内的证据可靠性评估,提出了一种多传感器融合方法,通过数值实验对该方法的性能进行了对比分析,结果表明,该方法可以实现对不可靠证据的有效评估。     

Fuzzy arithmetic based reliability allocation approach during early design and development

During early design and development stages, every engineering system has to meet its specific reliability goals. The target reliability of the system is achieved through application of an effective reliability apportionment technique to its subsystems. There are various traditional methods exist to perform the reliability allocation based on engineering factors that are assessed in a subjective manner. The conventional reliability allocation approach requires the assessment of factors like complexity, cost, and maintenance. This may not be realistic in real applications if they are assessed in a crisp manner by the domain experts of their varied expertise and background.In this paper, we treat allocation factors as fuzzy numbers, which are evaluated in fuzzy linguistic terms. As a result, fuzzy proportionality factor scales are proposed for the subsystems. In order to accomplish fuzzy division to evaluate the fuzzy proportionality factor, an approximation method based on linear programming for trapezoidal fuzzy numbers is also proposed in this paper. For the evaluation of weighting factors from fuzzy proportionality factors, centroid method of defuzzification is being employed. The allocated reliability of each subsystem is computed with the help of weighting factor thereafter. An example is provided to illustrate the potential application of the proposed fuzzy based reliability allocation approach.     

Type-2 Fuzzy Control for Driving State and Behavioral Decisions of Unmanned Vehicle

In this paper, interval type-2 fuzzy sets, fuzzy comprehensive evaluation and the fuzzy control rules are synthesized to realize the control of unmanned vehicle in driving state and behavioral decisions. Compared to the type-1 fuzzy set, type-2 fuzzy sets have more advantages in handling the model based on uncertainties, linguistic information because the membership functions are fuzzy sets. Different membership functions are established for each factor when the unmanned vehicle is driving at different speed intervals. In addition, a new evaluation method is developed to analyze unmanned vehicle’s driving state. Finally, a set of dynamic fuzzy rules are sorted out, which can be applied to the unmanned vehicle’s behavioral decision-making and provide a new idea to related research.      

基于模糊攻防树和熵权法的工控系统脆弱性量化评估方法

为了提高脆弱性量化评估结果的可靠性,提出一种基于模糊攻防树和熵权法的工控系统脆弱性量化评估方法。该方法以攻击防御树为模型,首先将模糊集合理论与专家评价相结合,然后聚合多位专家对同一安全属模糊评价,在模糊聚合过程中利用模糊距离计算专家模糊评价的偏离度以提高模糊聚合的可靠性,并采用熵权法确定叶子节点量化过程中各安全属性的权重。最后计算叶子节点及攻击序列概率。案例分析表明,该方法能有效提高评估结果的可靠性,为工控系统信息安全防护提供重要依据。     

基于T-S模糊故障树方法的惯性导航系统可靠性评估

针对传统故障树模型在复杂系统可靠性评估中的局限性,引入T-S模糊故障树建模方法对惯性导航系统进行可靠性评估分析.在建立T-S模糊故障树的基础上,以模糊门算法表征事件之间的逻辑关系,确定了基于基本事件模糊概率和故障程度的复杂系统可靠性评估方法,并对事件进行了概率重要度和关键重要度分析.案例分析表明,T-S模糊故障树分析方...     

基于FAHP的信息安全风险评估方法

提出基于模糊层次分析法的信息安全风险综合评估模型,从主观评测和工具检测两方面对各个风险因素分别评价其重要程度。利用模糊偏好法求出各个风险因素在系统风险评估中的优先级排序,给出目标系统在不同安全侧面上的量化风险,增强评估准确性。实例分析表明,该模型可方便地应用于信息安全风险评估,具有实用性。     

基于主动学习的动态模糊聚类算法

聚类问题是近几年来机器学习和数据挖掘领域研究的热点问题,由于获取大量监督信息费时费力,目前国内外研究的重点是如何获得少量但对聚类性能提高显著的监督信息,再加上实际问题中存在的动态模糊性,故本文提出一种结合主动学习的动态模糊聚类算法DF-DBSCAN,通过引入动态模糊等价关系、动态模糊信任测度和动态模糊似然测度这3个约束信息来指导DBSCAN的聚类过程,以提高聚类的性能。实验结果表明,DF-DBSCAN算法不仅解决了实际问题中存在的动态模糊性数据的描述和表示问题,而且能够高效地进行数据聚类,显著地提高聚类性能。      

Sensor dynamic reliability evaluation based on evidence theory and intuitionistic fuzzy sets

This paper presents a new method for sensor dynamic reliability evaluation based on evidence theory and intuitionistic fuzzy sets when the prior knowledge is unknown. The dynamic reliability of sensors is evaluated based on supporting degree between basic probability assignments (BPAs) provided by sensors. First, the concept of asymmetric supporting degree is proposed. By transforming BPAs to intuitionistic fuzzy sets, supporting degree between BPAs is calculated based on intuitionistic fuzzy operations and similarity measure. Then the relationship between dynamic reliability and supporting degree is analyzed. The process of dynamic reliability evaluation is proposed. Finally, the proposed dynamic reliability evaluation is applied to evidence combination. A new evidence combination rule is proposed based on evidence discounting operation and Dempster’s rule. Comparative analysis on the performance of the proposed reliability evaluation method and evidence combination rule is carried out based on numerical examples. The proposed method for data fusion is also applied in target recognition to show its feasibility and validity.     

FC-AE-ASM网络的模糊可靠性研究

针对目前FC-AE-ASM(fibre channel avionic environment anonymous subscriber messaging)网络可靠性计算问题, 以网络任务模型为基础, 提出了FC-AE-ASM网络的模糊可靠性模型。该模型主要分析了FC-AE-ASM网络的三种基本拓扑, 得出了这三种结构的模糊可靠性表达式。同时, 结合串并联的推导方法, 推导出了FC-AE-ASM冗余网络的模糊可靠性计算式。对实例的计算结果表明, FC-AE-ASM网络模糊可靠性的改善取决于关键因素, 并且基本路径冗余网络在自身网络可靠性较高时与全网冗余网络性能基本相同。