钢材性能与工艺参数的交叉预测模型研究

为了克服BP神经网络算法的固有缺陷,增强其在钢材生产实践和事故调查中应用实效,提出了对BP神经网络算法的改进措施,并通过排列组合建立了钢材性能、温控工艺和化学成分添加工艺三组数据的6种交叉预测模型。该方法将遗传算法与小生境技术和禁忌算法相结合,优化了BP神经网络初始权值和阈值的选取,避免陷入局部最优解;利用Cauchy误差估计器代替传统均方差估计器,改进了BP神经网络误差统计方法,降低少数异常输入元素对结果的影响。实验结果表明,所有模型训练后检验精度均较高,总体平均相对误差较小,表明了该算法模型具备良好的预测能力和现实可行性。     

自主式水下航行器三维路径跟踪的神经网络H∞鲁棒自适应控制方法

本文研究了存在模型不确定以及外界未知扰动情况下的自主式水下航行器(AUV)的三维路径跟踪控制问题. 针对此问题, 首先利用时标分离原理及正交投影Serret-Frenet坐标系建立了描述AUV质心运动及姿态运动的的仿射非线性数学模型. 其次, 在控制器设计中运用神经网络H∞鲁棒自适应算法克服了模型的不确定性及扰动, 同时在控制器设计中利用了主导输入的思想, 降低了闭环系统的复杂度, 减少了实时计算工作量, 便于工程应用. 基于Lyapunov理论的分析保证了系统的稳定性. 仿真结果表明, 路径跟踪控制律可以保证AUV沿期望路径运动, 并且具有良好的动态性能.     

中心差分卡尔曼平滑器

针对一类非线性离散系统的状态平滑问题, 本文设计了一种中心差分卡尔曼平滑器(CDKS). 文中基于最小方差估计准则, 详细推导了非线性系统的状态最优平滑递推公式, 并采用中心差分变换来近似计算状态的后验均值和协方差. 相比于传统中心差分卡尔曼滤波器(CDKF), 所设计的CDKS算法有效提高了非线性状态的估计精度, 拓展了中心差分变换的应用范围. 仿真实例验证了所提出平滑器的可行性和有效性.     

一类控制系数有界的时变非线性系统的自适应鲁棒控制

针对一类带有有界控制系数和有界扰动的时变参数严反馈非线性系统, 将Nussbaum函数增益及光滑投影算法与自适应逆推设计工具相结合, 提出一种自适应鲁棒非线性控制方案. 在此方案中无需知道控制系数的符号, 以及时变参数和扰动的界. 借助Lyapunov函数及相关引理证明了所设计的自适应鲁棒非线性控制器能保证闭环系统中的所有信号全局一致有界. 可以通过恰当地选取设计参数, 保证系统具有任意指定的控制性能. 仿真研究证明了所提出算法的可行性和有效性.     

非线性时变时滞FAST TCP系统低保守全局稳定性

研究了非线性、时变时滞的快速传输控制协议(FAST TCP)系统的全局稳定性. 首先, 利用其时滞变化与源端发送窗口变化成比例关系和其非线性函数是严格单调递减函数这两个特性, 计算每个振荡周期的解轨迹界, 建立计算轨迹界的改进型迭代公式, 得到了比已有结论更低保守的全局稳定性条件. 最后, 通过网络模拟器2(NS-2)仿真实例验证了改进的全局稳定性条件的有效性.     

Approximate optimal control with εerror bound

近似动态规划方法求解非线性系统最优控制,需要迭代无限步才能得到最优控制律．本文提出了一种ε-近似最优控制算法,选择ε误差限,通过自适应迭代不断逼近哈密顿-雅可比-贝尔曼（HJB）方程的解,应用神经网络实现在有限步迭代后得到带ε误差限的近似最优控制律．计算机仿真结果表明了该算法的有效性．     

一种基于剩余能量和负载的AODV路由协议

移动自组网中的按需距离矢量路由协议(AODV)是基于最小跳数的,没有考虑能量消耗均衡及网络生命周期的问题,造成某些节点过早死亡。针对这一问题,提出了一种基于剩余能量和节点缓存队列负载的路由协议,有效地避免了能量较低和负载较重的节点参与路由。仿真实验结果表明,所提出的新协议有效地减少了端对端平均延时,延长了网络生命周期。     

基于非线性误差抑制算法的超高绝缘电阻测量

针对在超高绝缘电阻测量时,因存在衰减缓慢的时变非线性背景电流而难以快速准确测量的难题,提出一种基于非线性误差抑制算法的超高阻测量方法。首先分组交替改变测试电压极性,测量相应静电计输出信号,再根据非线性误差电流特点,采用n次多项式表示相邻n+2个分组的背景电流,构建连续n+2个分组测量的输出电压矩阵,最后通过误差抑制算法得到不含背景电流项的测量结果。实验结果表明,采用非线性误差电流抑制算法可将由固有衰减时间引起的测量过渡时间从长达数十分钟至数小时缩短到数分钟,同时提高了在10～0.1 pA极微电流条件下的超高阻测量精度,绝缘电阻测量量程可有效扩展到10¹⁶Ω量级。     

双轴旋转惯导系统转位误差对导航精度影响研究

针对双轴旋转惯导系统转位误差对导航精度的影响机理问题,在研究陀螺的非线性标度因数误差效应基础上,分析了转位误差与陀螺非线性标度因数误差的耦合作用,对耦合作用对导航精度的影响进行了仿真.研究表明:陀螺非线性标度因数误差不变时,转位误差会引起导航经度误差的积累和发散,积累和发散的程度与转位误差大小近似呈正比关系;转位误差不变时,导航经度误差会随陀螺非线性标度因数误差的增大而增大.     

无线传感器网络基于路径的非均匀分布策略

无线传感器网络中多对一的数据传输方式导致节点负载的不均衡性,靠近汇聚节点(Sink)的节点要比远离Sink的节点消耗更多的能量,如此容易引发能量空洞问题。针对该问题,从网络数据的传递路径出发,根据网络中节点承担的路径数量的不同,平衡各层节点的能耗,提出感知节点覆盖率一致、内层路由节点与其所有外层感知节点数目相同的的非均匀分布策略,并通过仿真实验证明了该方法的有效性。