一种基于边界特征线且特征点可变的二阶非线性离散跟踪微分器及在测速定位系统中的应用

利用状态反推方法确定最速离散二阶系统的线性区域的边界特征线及控制特征线,以相平面上的点及边界曲线、控制线的相对位置按线性规则确定控制量的大小,区分可达区与线性区,并依此构造最速分段线性函数形式的跟踪微分器（Tracking-differentiator,TD）,这种算法可以方便地修改特征点,适应能力强,而且运算中不包含任何根号运算,使得控制综合函数的形式极大简化,有利于工程实现.对正弦信号及方波信号的仿真结果表明了上述结论的合理性.验证了特征点分段线性算法在适当修改特征点后得到的TD,与经典TD以及它的线性近似进行比较,跟踪能力和微分提取能力都得到了较大的提高.应用移动平均算法构成的跟踪微分器组,具有相位补偿功能,适当选取TD参数后,得到了滤波能力强、相位特性良好的滤波器,并应用于基于长定子齿槽检测的永磁电动磁悬浮列车的测速定位系统中.实验结果表明,本文提出的简化TD按相位补偿确定的方案能有效滤除脉冲和扰动等噪声,对过轨道接缝时的畸变信号进行修复,边界容易修改,算法简单有效,实时性强,易于工程实现.     

具有自适应噪声边界的Tube可达集鲁棒预测控制

针对过程噪声设定边界与真实噪声边界失配的有界干扰离散线性不确定系统,提出一种具有自适应噪声边界的Tube可达集鲁棒模型预测控制方法.首先,该算法引入基于MIT规则的自适应集员滤波在线估计系统状态和噪声边界.其次,基于估计值,通过迭代自适应集员滤波的时间更新部分计算出预测时域内闭环不确定系统状态的可达集.最后,用可达集代替不变集并根据Tube鲁棒模型预测控制策略,给出了实际不确定系统的控制律,确保系统状态鲁棒渐近稳定,并收敛于终端干扰不变集.仿真结果验证了该控制方法的有效性.     

双足机器人稳定步行模式预测控制实现方法的研究

针对现有的预测控制生成步行模式方法中忽略了参数间关系和参数取值范围的问题进行探讨.预测控制通过控制质心运动生成步行模式以实现ZMP目标轨迹跟踪,根据预测控制器模型研究参数间的关系,并通过极点分析讨论其取值范围,提出关键参数在容许取值范围内,可以保证系统的稳定性,并生成满足稳定步行的质心运动.通过仿真实验分析了在存在扰动情况下,关键参数取适当值,能够生成稳定的步行模式.     

一种公交网络最优路径新算法*

从出行者的实际情况出发,提出步行愿望系数,综合考虑最小换乘次数、最短时间以及最小费用等因素,提出了一种公交网络最优路径新算法,应用于广州市大学城内公交线路查询,实现相应的仿真系统。     

校园步行人流集散特性及峰值计算研究

通过对上、下课学生步行集散的实地调查,分析学生上课前在课室的到达规律和下课后从课室往生活区的疏散规律,通过统计分析得到集散的时间分布函数;用随机模拟方法模拟学生疏散的随机过程,通过统计模拟结果得到步行道上人流集散时间分布曲线及集散峰值.研究结果表明,随机模拟是研究校园步行集散特性的一种有效方法,其应用能为校园步行交通组织、步行设施的设计和评价提供依据.     

基于高级Petri网的住院医师培训工作流建模与分析

为了实现住院医师培训系统协调并发运行、工作流程顺畅无误运转,提出一种基于着色高级Petri网与跨组织Petri网技术相结合的综合建模方法.针对跨组织模型结构,通过分级验证法验证模型性能,即采用不变量验证法验证组织内活性,采用归约可达图法验证组织间关联关系的可达性.利用不变量法和归约可达图验证法可确保组织内部和组织间无死锁,采用着色跨组织方法构建的模型适应于住院医师培训系统多角色和并发性的特点,提高了系统的实用性和高效性.     

人机不确定条件下康复步行训练机器人的部分记忆迭代学习限速控制

为了提高康复步行训练机器人的跟踪精度及安全性,提出了一种带有运动速度约束和部分记忆信息的自适应迭代学习控制方法,目的是抑制人机不确定性及速度突变对系统跟踪性能的影响.在考虑人机不确定性的基础上,建立了康复步行训练机器人的动力学模型.提出了基于模型预测的速度约束方法,通过限制每个轮子的运动速度,约束了机器人的实际运动速度.进一步,利用受约束的运动速度建立了动力学跟踪误差系统,提出了具有部分记忆信息的自适应迭代学习控制器设计方法,并验证了跟踪误差系统的稳定性.仿真对比分析和实验研究结果表明,文中提出的控制方法能抑制人机不确定性并使康复者在安全速度下完成步行训练.     

基于多种介质的仿生步行足力学特性

以中华绒螯蟹步足为研究对象,基于步足指节结构特征设计了4种仿生步行足:圆锥、圆锥沟纹、棱锥、圆柱沟纹步行足,并以圆柱足为对照原型。分别对5种步行足在不同含水率的石英砂和黏土中进行土槽试验,测试步行足的抗沉陷性能、能量消耗和推进性能。通过与圆柱足的对比试验表明:在多种土壤介质中,仿生步行足具有较好的力学特性。4种仿生足与介质接触过程的能量消耗显著低于圆柱足,仿生步行足可比圆柱足入土能耗最多降低95.12%,出土能耗减少45.88%~91.23%;圆柱沟纹仿生足在介质中的支承力提高6.61%~21.81%,推进力增加5.30%~20.88%,表现出优于圆柱足的抗沉陷性性能和推进性能。     

无界Petri网的可达树的综述

Petri网自提出以来得到了学术界和工业界的广泛关注. Petri网系统的可达性是最基本性质之一.系统的其他相关性质都可以通过可达性进行分析.利用等价的有限可达树来研究无界Petri网可达性,依然是一个开放性问题.该研究可以追溯到40年前,但由于问题本身的复杂性和难度太大,直到最近20年,经过国内外诸多学者的不懈努力,才逐渐取得了一些阶段性的成果和部分突破.本文回顾了近40年来国内外学者为彻底解决该问题作出的贡献.重点对4种开创性的研究成果展开讨论,分别为有限可达树、扩展可达树、改进可达树及新型改进可达树.探讨了今后无界Petri网可达性问题的研究方向.     

基于CPG的双足机器人多层步行控制器设计

针对双足机器人步行控制器的设计问题,基于生物学启发原理,提出一种基于中枢模式发生器(CPG)与稳定性分析相结合的多层次结构控制器设计方法。分析机器人的步行运动,给出双足运动描述。基于CPG理论设计多层次结构的步行控制器,应用极限环理论方法分析运动稳定性。在保证步行稳定的前提下,所提出的控制方法具有结构简单、通用性好、方便在线平滑修正等优点,步行仿真实验验证了所提出算法的有效性。