磁悬浮直线电动机H∞鲁棒控制器及其蚁群算法优化设计

磁悬浮永磁直线电动机在结构上取消了机械传动的中间环节,具有磁悬浮和直接驱动的特点.针对磁悬浮永磁直线电动机由于悬浮高度不同,在磁悬浮和直接驱动运行过程中存在自身参数摄动和外界干扰突出的问题,设计基于蚁群算法的H_∞鲁棒控制器,以保证系统对这些不确定性具有良好的鲁棒性.建立包含磁悬浮永磁直线电动机参数摄动和外界干扰的状态空间模型.推导出无须满足正则条件约束的Riccati不等式,给出H_∞鲁棒控制器的解析表达式.针对H_∞控制器中加权矩阵选择的困难,采用蚁群算法对加权矩阵进行寻优.最后在MATLAB环境下对控制系统进行仿真研究.仿真实验表明基于蚁群算法的磁悬浮永磁直线电动机控制系统的性能比优化前有较明显改善,说明该方法的可行性和有效性.     

一类饱和非有理系统状态反馈设计

本文研究了一类饱和非有理系统状态反馈镇定问题.通过线性分式表示技术,这类非有理系统可以转化为带有两个非线性回路的线性时不变(linear time-invariant,LTI)系统.假设非有理函数项分别满足局部扇形区间不等式以及局部Lipschitz条件,提出了两种基于LMI条件的镇定方法.最后,举例证明了所提出方法的有效性.     

正线性函数在深度神经网络中的研究

针对深度神经网络中常用的激活函数具有非线性和计算复杂度高的特点,提出使用正线性函数代替常用非线性函数作为深度神经网络的激活函数。基于正线性激活函数建立的深度神经网络模型计算复杂度低,能得到稀疏表示,与人类大脑信息感知具有一致性。通过图像分类任务验证了正线性激活函数在深度神经网络中应用的有效性。     

基于MBD模型的航空发动机零件检测技术

针对当前复杂零件中异型特征位置度无法测量的问题,提出了一种基于MBD模型数字化测量技术.该方法以复杂零件的MBD模型为测量依据,通过模型理论元素与实测元素拟合计算异型特征位置度偏差,并以此为基础进行测量工艺规划、测量程序编制、测量仿真等.可大大减少在机等待时间,避免测量过程中的碰撞与测针干涉问题,解决了不规则特征位置度测量问题,实现了全程的自动测量,提高了检测效率.     

基于传感器丢包率不确定性预测的分布式H∞滤波算法

针对无线传感器网络（ WSNs）在测量数据丢包不确定性情况下的分布式H∞滤波问题,提出一种基于传感器丢包率不确定性预测的分布式H∞滤波算法。通过设计一种线性全阶滤波器,使得滤波误差能够收敛在均方渐近为零,同时抑制外界的干扰造成的H∞滤波衰减。根据滤波参数符合伯努利分布随机分布的原理,利用Lyapunov函数的方法,通过寻找最佳的滤波参数来保证在丢包率不确定的情况下对真值预测的随机稳定性。实验仿真结果表明：当观测数据存在不确定性丢包时,该滤波算法能发挥有效的滤波效果。     

高分辨TerraSAR-X 图像舰船目标几何参数提取方法

准确提取SAR图像舰船目标几何参数是实现舰船分类的基础。由于SAR特有的成像机理, SAR图像旁瓣效应和方位模糊严重影响了舰船目标的几何参数估计,为此提出一种基于迭代线性回归的舰船几何参数提取方法。首先通过线性回归提取目标的主轴方位;然后利用循环迭代剔除远离主轴的虚假目标像素;最后用实测SAR数据进行了验证。实验结果表明,该算法对高分辨率的SAR舰船目标切片具有较好的参数估计效果。     

机动目标的跟踪与反跟踪

以WGS－84标准的地心坐标系作为统一坐标系,通过建立机动目标的跟踪模型,实时预测机动目标的轨迹,并提出了机动目标的跟踪与反跟踪策略。首先考虑了单目标跟踪问题,提出了基于改进的MeanShift算法的目标跟踪模型,使用此模型提取聚类点,并对这些聚类点进行B样条曲线拟合,得到光滑的航迹。其次考虑了两目标跟踪问题,建立了基于最近邻及改进MeanShift算法的目标跟踪模型,利用最小二乘法对航迹数据进行二次曲线拟合,分析机动目标加速度变化规律,并通过判断拟合曲线上的点与球面位置关系,提出了两种着落点预测方法。最后分析了机动目标如何反雷达跟踪的问题,提出了反跟踪策略。     

基于曲线拟合和SVM的眼动信号分类算法研究

为提高基于EOG的眼动信号分类算法精度,改进基于EOG的人—机交互系统性能,提出了一种基于曲线拟合(curve fitting)与支持向量机(SVM)的眼动信号分类算法(CF-SVM),并设计了新的实验范式,增加了“扫视保持”环节.该算法采用曲线拟合方法进行特征提取,在此基础上,使用SVM分类器对眼动信号进行分类.实验室环境下,对9名眼部活动正常的受试者进行了眼动数据采集与识别,CF-SVM算法的平均分类准确率达到98.3％,与其他几种眼动识别方法相比较,其平均正确率分别提升了9.4％、5.9％、1.0％.实验结果表明,CF-SVM算法在眼动信号识别中表现了良好的性能,具有高的分类精度和鲁棒性.     

PR状态方程二元相互作用参数的拟合及对柴油中氢气溶解度的预测

通过Aspen Hysys模拟计算了温度(323~623)K和压力(4~10)MPa条件下,氢气在0~#柴油、直馏柴油、催化柴油和焦化柴油中的溶解度。计算结果对比实验数据,得到氢气在4种柴油中溶解度的平均误差分别为17.49%、11.48%、20.09%和14.00%。因二元相互作用参数与柴油性质以及温度之间存在着一定的关联,为了得到更加准确的溶解度数据,提出了计算PR状态方程中二元相互作用参数的关联式,并用Matlab进行关联式参数的拟合和氢气溶解度的计算,得到溶解度数据的平均误差分别为8.12%、7.51%、5.73%和6.10%,有效地提高了数据的准确性。因此,提出的二元相互作用参数的计算关联式可以为更加准确地预测氢气在柴油中的溶解度提供有效的方法。     

固定双桨驱动的无人水面艇自主直线路径跟踪系统

针对直流电机驱动固定双桨的无人水面艇,介绍了一种自主直线路径跟踪系统,该系统由岸基监控系统和艇载控制系统组成,具有自主航行和遥控航行两种工作模式,可在自主航行出现危险时切换到遥控模式,保证航行安全。岸基监控系统通过数传电台与艇载控制系统通信,向艇载控制系统发送控制命令,接收并显示其传回的状态信息;艇载控制系统以工控机为主控单元,进行数据采集与解算,与岸基监控系统通信,并为直线路径跟踪控制算法提供程序接口;GPS双天线高精度测向定位系统为直线路径跟踪控制算法提供位置和航向信息,直线路径跟踪控制算法根据距离偏差和航向偏差计算出左右两侧电机电压,进而控制无人水面艇航行。实验分别采用了PID、模糊控制和模糊PID三种控制方法,系统实际水上实验表明,在风力2~3级,晴到多云天气条件下,无人水面艇对目标路径的最大跟踪误差小于0.6 m。