Analysis of the Kalman filter based estimation algorithm: an orthogonal decomposition approach

In this paper we shall provide new analysis on some fundamental properties of the Kalman filter based parameter estimation algorithms using an orthogonal decomposition approach based on the excited subspace. A theoretical analytical framework is established based on the decomposition of the covariance matrix, which appears to be very useful and effective in the analysis of a parameter estimation algorithm with the existence of an unexcited subspace. The sufficient and necessary condition for the boundedness of the covariance matrix in the Kalman filter is established. The idea of directional tracking is proposed to develop a new class of algorithms to overcome the windup problem. Based on the orthogonal decomposition approach two kinds of directional tracking algorithms are proposed. These algorithms utilize a time-varying covariance matrix and can keep stable even in the case of unsufficient and/or unbounded excitation.     

Assembly planning using a novel immune approach

Inspired by the vertebrate immune system, artificial immune system (AIS) has emerged as a new branch of computational intelligence. This paper explores the application of AIS in the problem of assembly planning and proposes a novel approach, called the immune optimization approach (IOA), to generate the optimal assembly plan. Based on the bionic principles of AIS, IOA introduces manifold immune operations including immune selection, clonal selection, inoculation and immune metabolism to derive the optimal assembly sequence. Maintenance of population diversity, attention to the local as well as the global search, and employment of heuristic knowledge to direct the search of optimized assembly sequences are the major concerns of IOA. The details of IOA are presented and the immune operations are discussed. Two practical products are taken as examples to illustrate the validity of IOA in assembly planning, and encouraging solutions in quality and efficiency are achieved. Comparisons with genetic algorithm demonstrate that IOA finds the optimal assembly solution or near-optimal ones more reliably and more efficiently, indicating that IOA has potential and advantages in dealing with assembly planning.     

遗传蚂蚁算法在几何约束求解中的应用

约束问题可以转化为优化问题.引入GAAA(遗传蚂蚁算法)解决几何约束问题.为了充分利用遗传算法的快速性,随机性和全局收敛性,在算法的前期采用遗传算法.它的结果是产生信息素的初始分布.算法的后期采用蚂蚁算法.因为有初始信息素的分布,具有并行、有反馈性和高效的求解效率.由于在遗传算法中使用随机的种群,这样不仅能够提高蚂蚁算法的速度,而且在求精解的时候能够避免陷入局部最优解.算法具有良好的优化性能和时间性能.     

基于AOTF技术的光纤损耗光谱检测系统设计

提出了一种新型的基于声光可调滤光器(AOTF)的便携式光纤损耗光谱检测系统。建立了光纤损耗光谱检测的数学模型和检测系统总体结构。该系统利用声光可调滤光器的电可调谐特性,采用DSP进行智能化控制,实现对光纤中信号光的快速光谱扫描,测量出被测光纤对不同波长的信号光的衰减特性。最后给出了实验结果和讨论。     

柱形杜瓦容器圆端板的结构设计与分析

杜瓦瓶是射电望远镜上接收机系统的前端。文中针对一种柱形杜瓦容器的结构特点，应用经典板壳力学理论，分析计算了在两种实验工况下．即大气压力单独作用、及大气压力与横向外力同时作用时，圆端板的结构尺寸。推导出了均布载荷及横向载荷共同作用下的中心开孔圆板挠度公式。并在ANSYS上，建立了模拟真实载荷条件下杜瓦容器的有限元模型．计算了变形场，逆向检验了结构的可靠性。     

基于H∞控制器的柔性机械手优化设计研究

针对柔性机械手设计中手臂变形涉及的柔性和参数分布式系统的复杂性,采用H∞控制技术对柔性机械手进行优化设计。在设计过程中,考虑了参数分布式系统中各子系统之间的相互作用,分析了模型的不确定性并进行了定量描述,导出了广义装置的空间状态方程。设计了具有稳定闭环的H∞控制器,减小了系统的不确定性和扰动所产生的各种影响,从而解决了控制问题和模型精度问题。对阶跃输入和扰动的响应进行了研究,给出了各种情形的数值结果,显示系统具有良好的鲁棒性。     

基于容积法的翻斗式自记流量计的制作工艺及应用

翻斗式自记流量计从工作原理的角度看,属于容积式流量计的一种,但从应用范围看,又与目前各种形式的容积式流量计均有所不同。目前传统的容积式流量计主要应用于有压管道情况,而翻斗式自记流量计主要应用于各种无压、低水头、小流量的地表和地下径流的监测。本文针对水文科学中有关无压、低水头、小流量的地表和地下径流的监测手段较为落后的局面,在分析翻斗式自记流量计基本构成、工作原理及可应用领域的基础上,重点对其制作工艺和应注意的问题进行了详细介绍与说明,旨意能够起到抛砖引玉的作用,提高我国水文监测的水平。     

粮食水分在线检测控制系统

介绍了一种用于颗粒状粮食水分在线检测控制系统。该系统将圆柱型结构的粮食水分检测传感器置于干燥设备的出口、入口处，粮食水分变化导致传感器电容量变化，经过精密的信号采集、转换与处理，完成粮食水分的在线实时检测。该传感器还借助微处理器对测量信号的非线性与温度漂移进行了数字化的修正和补偿。反馈信号输出控制变频器，从而实现控制排粮机构运行转速。根据需要，该系统可以增加打印干燥机的多个工作参量，实现对料位及热风温度的控制等辅助功能以及自动报警功能。     

工件夹具的可行夹紧区域确定方法

提出一种根据形封闭原理确定工件可行夹紧区域的方法。该方法针对预先确定定位配置的情况,依据形封闭原理计算出可以使工件达到形封闭的可行夹紧区域,夹具布局设计人员可以在该区域内选取所需的夹紧位置。该方法可以有效地处理工件的夹紧表面为凹面的情况。     

气相色谱脉冲火焰光度检测器测定丙烯中微量羰基硫

采用脉冲火焰光度检测器（PFPD）和石英毛细管柱气相色谱法测定了丙烯中微量羰基硫（COS）.实验证明,该分析方法具有简便快速,灵敏度高的优点,非常适合生产过程分析.