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自动化学报 2007年第8期33卷 835-839页

作者：宁淑荣班晓娟涂序彦北京科技大学信息工程学院北京100083

从行为受情感和理智协调控制的观点出发,研究人工鱼的意图产生与行为决策.从人工鱼情感需求与生存理智来协调规划其意图优先级,给出了人工鱼藏匿处成立的条件,以及求偶、集群、避障、进食、藏匿、逃逸意图产生与行为决策的方法.

关键词：人工鱼人工情感协调控制

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人工鱼群高级自组织行为研究

自动化学报 2008年第10期34卷 1327-1332页

作者：班晓娟宁淑荣涂序彦北京科技大学信息工程学院北京100083

在Tu Xiaoyuan和John David Funge研究工作的基础上,进一步研究人工鱼群的高级自组织行为.基于个体人工鱼的行为模型,提出一种基于认知的人工鱼群高级行为自组织方法.该方法中,每条人工鱼被看作一个agent.通过感知外部虚拟环境信息,agen... 详细信息

在Tu Xiaoyuan和John David Funge研究工作的基础上,进一步研究人工鱼群的高级自组织行为.基于个体人工鱼的行为模型,提出一种基于认知的人工鱼群高级行为自组织方法.该方法中,每条人工鱼被看作一个agent.通过感知外部虚拟环境信息,agent产生行为意图.人工鱼群的自组织行为通过多个agent间的相互作用涌现形成,如人工鱼群的运动、捕食、逃逸等行为规划,从而体现自然鱼群的生物特性,实现对自然鱼群高级行为的逼真模拟.我们设计和实现的基于认知的人工鱼群动画系统,测试验证了所提出的高级行为自组织疗法的有效性.

关键词：人工鱼群认知高级自组织行为行为规划

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热轧立辊电液伺服系统的自适应模糊控制

机械工程学报 2007年第12期43卷 1-4页

作者：王益群宁淑荣刘建燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

以热轧立辊为研究背景,针对其液压伺服系统存在的非线性、参数不确定性以及负载干扰等特点,基于模糊基函数网络提出一种自适应控制方法。首先将非线性系统线性化并将其作为已知系统,利用这部分已知的动态特性设计反馈控制使标称系统稳... 详细信息

以热轧立辊为研究背景,针对其液压伺服系统存在的非线性、参数不确定性以及负载干扰等特点,基于模糊基函数网络提出一种自适应控制方法。首先将非线性系统线性化并将其作为已知系统,利用这部分已知的动态特性设计反馈控制使标称系统稳定。然后利用模糊基函数网络仅学习非线性系统不确定性的上界,将输出作为补偿控制器的参数,并在Lyapunov稳定意义下构造自适应控制器,该自适应控制器不仅确保了闭环系统的鲁棒性而且加快了跟踪误差的收敛速度。将该控制器应用于某热轧立辊电液位置伺服系统中进行仿真研究,结果表明,该控制器优于传统的PID控制器,可以取得较好的控制效果。

关键词：自适应模糊控制器电液伺服系统热轧立辊

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人工鱼虚拟嗅觉系统的研究

北京邮电大学学报 2006年第z2期29卷 13-18页

作者：孟宪宇班晓娟宁淑荣涂序彦北京科技大学信息工程学院北京100083 辽宁工学院计算机学院锦州121001

为了丰富人工鱼的感知能力,提高对自然鱼的逼真动画效果,在分析"自然鱼"嗅觉机制,参考"机器鱼"感知系统的基础上,研究并实现了人工鱼的一种虚拟嗅觉系统.首先建立了智能虚拟环境下人工鱼的嗅觉感知模型,并仿照生物嗅觉形成机理设计了3... 详细信息

为了丰富人工鱼的感知能力,提高对自然鱼的逼真动画效果,在分析"自然鱼"嗅觉机制,参考"机器鱼"感知系统的基础上,研究并实现了人工鱼的一种虚拟嗅觉系统.首先建立了智能虚拟环境下人工鱼的嗅觉感知模型,并仿照生物嗅觉形成机理设计了3层嗅觉识别模型;然后采用基于主成分分析的模糊识别方法,实现了嗅觉信息的识别.经动画仿真,得到了满意的结果.此嗅觉系统的研究和实现,不但为人工鱼多感知融合系统提供了基础,而且为机器鱼嗅觉研究提供了软件仿真平台.

关键词：人工生命人工鱼智体隶属度主成分分析

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基于粒子群理论的板形模糊模式识别方法

机械工程学报 2008年第1期44卷 173-178页

作者：刘建王益群孙福宁淑荣燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

带钢板形的模式识别是板形闭环控制的关键环节,板形模式的识别结果直接影响着板形控制精度。随着板形控制手段的不断更新,对板形模式识别方法提出更高的要求。为克服传统板形模式识别方法抗干扰能力差、逼近阶难以确定的缺点,依据模糊... 详细信息

带钢板形的模式识别是板形闭环控制的关键环节,板形模式的识别结果直接影响着板形控制精度。随着板形控制手段的不断更新,对板形模式识别方法提出更高的要求。为克服传统板形模式识别方法抗干扰能力差、逼近阶难以确定的缺点,依据模糊分类原理,运用欧式距离的择近原则对板形模式进行分类,完成板形信号的模式识别。在此基础上,为进一步提高识别精度,将20世纪90年代发展起来的具有全局优化能力的粒子群理论应用于板形模式识别,对模式识别的结果进行优化,并将其与单纯形法优化结果进行对比。试验结果证明了粒子群优化算法的有效性,该算法能够提高识别精度,使优化后的结果能更精确地控制板形调控机构,以适应高精度板形控制要求。

关键词：板形模糊模式识别粒子群欧式距离

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采用压电材料的振动主动控制

采用压电材料的振动主动控制

作者：宁淑荣武汉科技大学

学位级别：硕士

随着航空、航天、电子、机械等技术的发展，各种柔性结构的振动控制问题也日益成为是一个热门的话题。使用压电材料作为传感器和驱动器是当前智能材料的一个热点。经过长时间的发展，其基本理论已经成熟，正广泛应用到各个领域。 ... 详细信息

随着航空、航天、电子、机械等技术的发展，各种柔性结构的振动控制问题也日益成为是一个热门的话题。使用压电材料作为传感器和驱动器是当前智能材料的一个热点。经过长时间的发展，其基本理论已经成熟，正广泛应用到各个领域。本文结合当前各种振动领域的实际问题，采用经典的模糊控制算法，使用轻便灵巧的单片机系统来控制振动，取得了较为明显的效果。压电材料因为其高精度的机械定位和特殊的压电效应成为理想的传感、驱动元件。对压电材料施加外力时，会引起压电材料内部的正、负电荷发生位移，并产生极化，从而在压电材料的表面形成与外力成比例的束缚电荷，称为正压电效应。反之，称之为负压电效应。因此选用压电材料来控制振动也是一种很好的办法。本课题所研究的问题就是以压电材料作为传感、驱动元件的悬臂梁的主振动控制。本文的主要内容包括：1)简单介绍了压电材料的基本知识及其广阔的应用前景;2)使用了有限元分析软件ANSYS对实验品--悬臂梁进行了模态分析;3)给出了用89C51单片机进行控制时所用的电路图以及仿真结果和抑制振动的最终控制结果。仿真结果以及实验结果都很好地证明了控制方法的可行性和有效性。

关键词：压电材料单片机模糊控制振动控制

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4RPR(RR)机构的性能分析与仿真

4RPR(RR)机构的性能分析与仿真

作者：宁淑荣燕山大学

学位级别：硕士

少自由度并联机构是目前机器人研究领域的热门课题,目前许多学者开发出很多新机构,但新机构要进入实际的工程应用领域还需进行很多系统的研究。因此本课题对两个少自由度机构作了相应的分析。课题中对一种新开发的少自由度并联机构4-RP... 详细信息

少自由度并联机构是目前机器人研究领域的热门课题,目前许多学者开发出很多新机构,但新机构要进入实际的工程应用领域还需进行很多系统的研究。因此本课题对两个少自由度机构作了相应的分析。课题中对一种新开发的少自由度并联机构4-RPR(RR)进行了分析,描述了机构的特性,计算了它的自由度,给出了机构的位置反解算法,利用黄真教授提出的虚设机构法建立了机构的一阶和二阶影响系数矩阵,实现了运动学建模;并利用同时基于一阶Jacobian矩阵和二阶Hessian矩阵的性能评价指标体系,开发出基于Matlab的性能分析与仿真软件,通过软件对该机构进行了运动学及动力学性能分析,并从中得出了机构尺寸和性能指标之间的关系,给出了一组角加速度性能较好的机构尺寸。然后运用Matlab的绘图技术及数据可视化技术给出了平面3RRR和空间4RPR(RR)并联机构的三维仿真实体模型的简单画法及实体的运动仿真,在计算机上从实体运动仿真图中直接验证了对平面3RRR和空间4RPR(RR)机构进行性能分析所得的理论结果:(1)从机构运动中直接分析了机构的奇异位形点;(2)利用实体运动得到的仿真曲线同影响系数法得到的仿真的速度及加速度曲线的完全吻合,说明了利用黄真教授提出的虚设机构影响系数法进行少自由度机构运动分析的可行性;(3)通过优化和未优化机构的实体运动仿真加速度比较,表明所优化的机构确实具有优良的动力学性能,这也说明了郭希娟教授在博士论文中提出的新机构性能分析指标的实用性。最后在空间并联机构4RPR(RR)实体仿真软件基础上,基于Matlab的GUI技术,开发了与Windows相类似的界面窗口与对话框,简化了系统的应用,使其更易于被一般用户所接受。

关键词： 3RRR机构 4RPR(RR)机构运动分析性能优化机构仿真

航空复合材料的组合凸轮式Z-pin预植入机的设计与实现

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光学精密工程 2019年第2期27卷 379-392页

作者：陈原于福杰胡铭铎宁淑荣山东大学(威海)机电与信息工程学院山东威海264209

为解决当前Z-pin植入设备植入效率低、Z-pin易折断或打滑等问题,并推动Z-pin增强技术高效地应用于民用和国防事业,开发了基于组合凸轮的高效高精度Z-pin预植入机。首先,根据航空矩形类复合材料层合构件的预植入工艺技术要求,分析了预植... 详细信息

为解决当前Z-pin植入设备植入效率低、Z-pin易折断或打滑等问题,并推动Z-pin增强技术高效地应用于民用和国防事业,开发了基于组合凸轮的高效高精度Z-pin预植入机。首先,根据航空矩形类复合材料层合构件的预植入工艺技术要求,分析了预植入机的功能需求。其次,提出了先"剪切"后"植入"组合凸轮式预植入机的机构运动方案。采用解析法设计了预植入机的凸轮机构,计算了凸轮机构的理论轮廓曲线。然后,构建了含有间隙凸轮机构的弹性动力学模型,优化了组合凸轮的转速,进行了组合凸轮的虚拟样机运动仿真。最后,设计制造了实验样机,通过植入实验验证了组合凸轮设计的正确性和合理性,并根据实验中出现的问题优化了植入运动方案。实验结果表明,该方案使Z-pin植入效率得到大幅提高,以植入间距3mm×3mm为例,其效率能够达到5 080mm2/min,植入成功率控制在99%以上,植入间距、植入深度和纤维长度等参数的精度均控制在±0.01mm以内。预植入机操作方便,人机界面友好,长时间工作平稳,无Z-pin折断等问题出现,能满足当前对Z-pin植入设备植入效率、植入精度的要求。

关键词： Z-pin预植入机组合凸轮机构矩形类复合材料层合构件

引入单纯形算子的粒子群优化算法在板形模式识别中的应用

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中国机械工程 2007年第23期18卷 2877-2880页

作者：刘建王益群姜万录宁淑荣燕山大学秦皇岛066004

将粒子群理论引入板形模糊模式识别系统,对识别后的板形进行优化,提高了板形识别的精度。粒子群算法作为一种全局优化算法,对于复杂优化问题,存在容易陷入局部极值的不足,因此,提出了粒子群和单纯形混合优化算法,将具有良好局部搜索能... 详细信息

将粒子群理论引入板形模糊模式识别系统,对识别后的板形进行优化,提高了板形识别的精度。粒子群算法作为一种全局优化算法,对于复杂优化问题,存在容易陷入局部极值的不足,因此,提出了粒子群和单纯形混合优化算法,将具有良好局部搜索能力的单纯形法与粒子群算法的全局搜索能力结合起来,有效地提高了板形模式识别优化的收敛速度,同时也提高了识别精度。

关键词：板形模式识别单纯形法粒子群

计算机动画环境中基于认知的行为路径选择研究

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电子学报 2009年第4期37卷 758-763页

作者：班晓娟江道平宁淑荣尹怡欣北京海淀区学院路30号、北京科技大学信息工程学院北京100083

鱼依靠固有能力,在资源限制下,能够巧妙的躲避障碍物,并且保持鱼群和谐的结构和秩序.研究鱼的行为选择机制,提出了一种从认知角度构造"人工鱼"这一计算机动画角色的方法.建立分布式行为模型,采用基于约束满足的随机搜索算法,对人工鱼的... 详细信息

鱼依靠固有能力,在资源限制下,能够巧妙的躲避障碍物,并且保持鱼群和谐的结构和秩序.研究鱼的行为选择机制,提出了一种从认知角度构造"人工鱼"这一计算机动画角色的方法.建立分布式行为模型,采用基于约束满足的随机搜索算法,对人工鱼的同步交互协作过程进行模拟,并通过计算机动画实现的真实效果验证上述模型方法的有效性.

关键词：计算机动画角色(人工鱼) 行为路径选择 agent协作决策约束满足搜索算法