盾构机自动控制技术现状与展望

盾构机是用于开挖隧道等地下施工的专用工程机械.由于地质条件、工况的不确定性以及掘进装备的高度复杂性,导致其施工安全问题仍然是世界性的重大技术难题.为了防止地表塌陷等灾难性事故发生,实现盾构机安全、高效掘进施工,施工过程的全自动化、智能化是盾构技术发展的必然趋势.简要介绍国内外盾构机的发展状况,重点论述盾构掘进系统及位姿自动控制技术的研究进展与现状,结合工程实际以及未来的发展趋势,分析在掘进系统的控制模型与控制策略、运动轨迹的动态规划与位姿控制、控制系统的集成与优化等方面存在的问题,并提出改进意见,尤其对掘进系统的刀盘、推进、排渣等多子系统的控制问题,提出协调控制策略.     

基于变异算子与模拟退火混合的人工鱼群优化算法

人工鱼群算法(AFSA)是一种新型的群智能随机全局优化技术.本文在分析AFSA存在不足的基础上,提出了基于变异算子与模拟退火混合的人工鱼群优化算法.该算法保持了AFSA算法简单、易实现的特点,克服了人工鱼漫无目的随机游动或在非全局极值点的大量聚集,显著提高了算法的运行效率和求解质量.通过函数和实例测试验证,表明了该算法是可行和有效的.     

基于LS-SVM的一类非线性系统直接自适应H∞输出反馈控制

针对一类状态不可测的单输入单输出非线性不确定系统,提出了一种基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的直接自适应H∞输出反馈控制方法．该方法首先设计一种误差观测器,间接地估计出系统的状态;然后利用LS-SVM构造白适应控制器,并给出了LS-SVM权向量和偏移值的在线学习规则,通过引入如控制器减弱外部干扰及LS-SVM近似误差对输出误差的影响,利用李亚普诺夫理论证明了整个闭环系统的稳定性．仿真研究表明了该控制方案的可行性和有效性．     

盾构机机械类故障诊断研究进展综述

盾构机在运行过程中不可避免地会发生故障,这些故障中以机械类故障较为常见,对盾构机进行状态监测与故障诊断是保证其掘进作业安全、高效的重要手段。详细论述了盾构机刀具磨损、轴承、液压等常见机械类故障及相应的诊断方法,分析了各类故障诊断存在的问题并提出了相应的解决方案。最后对盾构机机械类故障诊断技术进行了建议与展望,并指出在故障诊断系统生态技术框架下,实现盾构机机械类故障诊断的信息化和智能化将会是盾构机未来的发展目标。     

二维平面网格上移动成本群体合作行为研究

从移动成本、收益期望与空间博弈的角度,探讨多主体系统的博弈策略演化与系统涌现特征之间的关系。利用空间演化博弈理论,构建了基于个体移动机制的拓扑结构时刻演变的空间演化博弈模型,分析了当主体具有不同的移动成本与收益期望时系统演化的稳定策略,通过分析稳定策略深入探讨系统中合作簇涌现的机理。仿真结果表明,提高移动成本能够最有效地促进系统合作率,同时中等水平的个体收益期望会进一步促进高移动成本的影响效果。     

一种基于锁相环原理的参考模型自适应感应电机转速估计方法

针对超低速及零定子频率运行条件下感应电动机转速的不可观测性导致基于电机模型的传统速度估计方案无法实现速度估计,引入了高频信号注入法来获得转子磁链矢量位置角并得到转子磁链的参考模型,并以转子磁链的电流模型作为调节模型,在此基础上,提出了基于锁相环原理的参考模型自适应速度估计方案．仿真结果进一步验证了该方案的有效性．     

利用数据产生模糊推理系统的自适应学习方法

利用数据设计模糊推理系统分为两个主要内容: 结构辨识和参数优化. 论文首先通过定义隶属度函数和模糊规则简单地给出了一种初始模糊推理系统结构. 然后, 为了提高基于梯度的学习算法的收敛速度、减少振荡, 提出了一种产生模糊推理系统的改进梯度下降方法, 并对算法的收敛性和振荡情况进行了系统分析; 利用这些优化分析结果能够进一步确定在输入变量空间的哪一个区域中模糊规则的密度应该加强, 以及在哪一个输入变量上用于划分其论域的模糊子集的数目应该增加, 从而获得一个新的更精确的模糊推理系统结构. 最后将所提出的方法用于解决非线性函数的逼近问题.     

基于模糊预测器模型的混沌时间序列预测

基于数据挖掘思想，使用兴趣度度量和改进的梯度下降法，提出一种新的、具有自学习能力的模糊方法来建模和预测混沌时间序列．所提方法不仅能同时辨识模糊模型、调整其参数及确定输出空间的最优模糊子集，而且解决了梯度下降法中存在的收敛速度和振荡之间的冲突问题．仿真结果表明新方法是有效的、准确的，它能很好地辨识系统的特征，并且提供了一种混沌时间序列预测的新方法．     

一种新的灰关联分析算法——一致关联度

通过深入研究，结合当前复杂的实际应用，综合多种影响因素，提出了基于灰关联分析的一致关联度算法．理论分析和实验结果表明，一致关联度算法具有较强的实用性，它的计算结果能更准确地反映实际情况．     

基于小波变换的滚动轴承故障诊断专家系统的研究

简要介绍了小波变换在滚动轴承故障特征提取中的应用。结合小波变换和专家系统技术在Delphi6平台下研制了一套滚动轴承故障诊断专家系统。详细阐述了系统的总体结构、各模块功能、知识库的组成及知识的表示、诊断推理策略等。实现了对机车滚动轴承的智能监测与诊断。