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遗传算法在模糊设计中的应用

控制理论与应用 2010年第4期27卷 501-504页

作者：谭建豪章兢湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

构造了CAD系统模糊设计的一种具体解决方案:其环境为收集到的现场数据;学习环节采用基于遗传算法的模糊优化算法;知识库由设计准则构成;执行部件为设计单元.建立了回归方程的模糊优化学习算法,并构造了该算法的流程.然后利用该模糊设计... 详细信息

构造了CAD系统模糊设计的一种具体解决方案:其环境为收集到的现场数据;学习环节采用基于遗传算法的模糊优化算法;知识库由设计准则构成;执行部件为设计单元.建立了回归方程的模糊优化学习算法,并构造了该算法的流程.然后利用该模糊设计系统获得了飞边尺寸设计准则,且应用实例对该算法的稳定性进行了校验.为评估该算法的性能,将其与最小二乘法和免疫遗传算法进行了比较,结果表明,该算法速度快,精度高,稳定性好.

关键词：模糊设计遗传算法模糊优化回归方程飞边尺寸

基于自适应RBFNN噪声估计的自抗扰控制在姿态控制中的应用

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机器人 2019年第1期41卷 9-18页

作者：李希谭建豪湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室湖南长沙410082

针对旋翼飞行多关节机械臂内部参数不确定性、外部环境和自身机械臂规划运动对飞行平台的干扰问题设计了一种姿态控制方法.首先将跟踪微分器作为期望姿态角的过渡过程,利用自适应RBFNN(径向基函数神经网络)算法对旋翼飞行多关节机械臂... 详细信息

针对旋翼飞行多关节机械臂内部参数不确定性、外部环境和自身机械臂规划运动对飞行平台的干扰问题设计了一种姿态控制方法.首先将跟踪微分器作为期望姿态角的过渡过程,利用自适应RBFNN(径向基函数神经网络)算法对旋翼飞行多关节机械臂内、外部干扰进行逼近估计并实时补偿.然后采用非线性状态误差反馈控制来实现旋翼飞行多关节机械臂的姿态跟踪控制,并利用李亚普诺夫函数进行稳定性分析.最后,在仿真平台上实现该算法,将其仿真结果分别与PID(比例-积分-微分)控制、传统自抗扰控制(ARDC)进行比较分析.并且在实际旋翼飞行多关节机械臂系统上进行了实验,在0.4 s之内三轴姿态角可从0快速跟踪到0.6 rad且无超调.该算法对各通道的扰动有较强的抗干扰性,对系统参数有较强的鲁棒性,并且明显优于ARDC和PID算法.结果说明该算法能有效地解决系统不确定性干扰问题以实现姿态角的准确、快速跟踪.

关键词：旋翼飞行多关节机械臂姿态控制干扰自适应RBFNN 自抗扰控制

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密度分布函数在聚类算法中的应应用用

控制理论与应用 2011年第12期28卷 1791-1796页

作者：谭建豪章兢李伟雄湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

深入分析了传统的基于密度的聚类方法的特点和存在的问题及讨论了基于密度聚类算法研究现状,提出了一种改进的基于密度分布函数的聚类算法.使用K最近邻(KNN)的思想度量密度以寻找当前密度最大点,即中心点.并使用区域比例,将类从中心点... 详细信息

深入分析了传统的基于密度的聚类方法的特点和存在的问题及讨论了基于密度聚类算法研究现状,提出了一种改进的基于密度分布函数的聚类算法.使用K最近邻(KNN)的思想度量密度以寻找当前密度最大点,即中心点.并使用区域比例,将类从中心点开始扩展,每次扩展的同时引入半径比例因子以发现核心点.再从该核心点的KNN扩展类,直至密度下降到中心点密度的给定比率时结束.给出了数个算法实例并与基于网格的共享近邻聚类(GNN)算法在聚类准确率和效率上进行了试验比较,试验表明该算法极大降低了基于密度聚类算法对参数的敏感性、改善了对高维密度分布不均数据集的聚类效果、提高了聚类准确率和效率.

关键词：聚类算法 KNN GNN 密度分布函数 OPTICS DENCLUE 区域比例半径比例因子

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基于自适应空间正则化的视觉目标跟踪算法

计算机研究与发展 2021年第2期58卷 427-435页

作者：谭建豪张思远湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室(湖南大学) 长沙410082

为解决相关滤波类视觉跟踪算法中的边界效应问题,提出一种基于自适应空间正则化的视觉跟踪算法.在经典滤波模型中引入自适应空间正则化项,通过建立正则权重在相邻帧之间的关联,自适应调整当前帧的模型正则化权重,减小边界效应的影响.采... 详细信息

为解决相关滤波类视觉跟踪算法中的边界效应问题,提出一种基于自适应空间正则化的视觉跟踪算法.在经典滤波模型中引入自适应空间正则化项,通过建立正则权重在相邻帧之间的关联,自适应调整当前帧的模型正则化权重,减小边界效应的影响.采用自适应宽高比的尺度估计策略,以及基于颜色直方图相似度的模型更新策略,抑制模型漂移,提高跟踪准确性.实验显示,该算法在UAV123,OTB2013,OTB2015这3个数据集上的跟踪成功率和精确度均高于所有对比的算法,且即使在复杂场景中也能保持良好的跟踪效果.特别是在出现运动模糊和目标在平面内旋转2种情况时,该算法的跟踪成功率较排名第2的算法分别提升了9.72个百分点和9.03个百分点,说明所提出的算法具有较好的适应性.

关键词：视觉跟踪相关滤波自适应空间正则化自适应宽高比颜色直方图

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无人机3D航迹规划及动态避障算法研究

仪器仪表学报 2019年第12期40卷 224-233页

作者：谭建豪马小萍李希湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室长沙410082

规划一条高时效且低代价的三维(3D)航行轨迹,成为目前无人机广泛应用亟须解决的问题。针对蚁群算法在航迹规划中出现的航迹长度和平滑性不足问题,通过改进蚁群系统中的节点移动规则、构造多重启发信息并结合粒子群优化算法的全局搜索能... 详细信息

规划一条高时效且低代价的三维(3D)航行轨迹,成为目前无人机广泛应用亟须解决的问题。针对蚁群算法在航迹规划中出现的航迹长度和平滑性不足问题,通过改进蚁群系统中的节点移动规则、构造多重启发信息并结合粒子群优化算法的全局搜索能力,提出了蚁群粒子群融合算法。同时,就飞行航迹中出现的动态避障问题和目标点变化问题,提出了改进生物启发神经动力学模型算法,该算法针对3D静态最优航迹中出现的障碍物和目标点变化,实现了局部在线航迹调整。实验仿真结果表明,蚁群粒子群融合算法能在3D静态环境中规划出一条期望航迹。同时,改进生物启发神经动力学模型算法不仅能对突发障碍动态避障,还能对动态目标点变化实时跟踪。

关键词：三维蚁群粒子群融合算法航迹规划改进的生物启发神经动力学模型算法

3维复杂山地环境下旋翼无人飞行器高时效航迹规划策略

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机器人 2016年第6期38卷 727-737页

作者：张艺巍谭建豪王耀南湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室湖南长沙410082

针对3维复杂山地环境中执行无碰撞低空飞行任务的旋翼无人飞行器,提出了一种高时效、低代价的航迹规划策略,设计并采用了改进的稀疏A*算法和生物启发神经动力学模型的融合算法.该算法在稀疏A*全局优化搜索的基础之上融入生物启发神经动... 详细信息

针对3维复杂山地环境中执行无碰撞低空飞行任务的旋翼无人飞行器,提出了一种高时效、低代价的航迹规划策略,设计并采用了改进的稀疏A*算法和生物启发神经动力学模型的融合算法.该算法在稀疏A*全局优化搜索的基础之上融入生物启发神经动力学模型来调整局部航线以加快最优航迹的形成,并运用神经动力学模型来实时获取和处理环境中的局部动态信息,实现了融合算法的在线规划能力,从而解决了传统最优路径搜索算法无法实现的动态规划的难题.通过在3维空间中设置多峰山地,尤其是凹形山体作为障碍进行仿真实验,实验结果表明,该融合算法不仅降低了A*算法的复杂度和耗时,而且改善了生物启发神经动力学模型尚未考虑的代价花费问题,更能够在线应对任务空间中的突发威胁,使旋翼无人飞行器在动、静态障碍物相结合的复杂环境下能够规划出一条安全、快速抵达目标点的低代价且优质的航迹.

关键词：旋翼无人飞行器在线航迹规划稀疏A*算法生物启发神经动力学模型融合算法

Nesterov加速梯度无人机姿态融合算法

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机器人 2018年第6期40卷 852-859页

作者：李瑞涵王耀南谭建豪湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室湖南长沙410082

传统的无人机梯度下降姿态融合算法的步长难以确定,收敛较慢,动态性能较差,并且对于非重力加速度敏感.针对上述不足,提出了一种Nesterov加速梯度姿态融合方法,融合加速度计与陀螺仪数据并对非重力加速度作抑制处理;利用Pixhawk开源飞控... 详细信息

传统的无人机梯度下降姿态融合算法的步长难以确定,收敛较慢,动态性能较差,并且对于非重力加速度敏感.针对上述不足,提出了一种Nesterov加速梯度姿态融合方法,融合加速度计与陀螺仪数据并对非重力加速度作抑制处理;利用Pixhawk开源飞控实验平台进行多组对比试验.实验结果表明,Nesterov加速梯度姿态融合算法在机体静止时误差在0.05?之内,在水平滑动实验中产生的误差在0.5?之内,在绕轴转动实验中角度跟随性好、无明显滞后,在实际飞行实验中也获得了良好的实验结果.因此,Nesterov加速梯度姿态融合算法收敛速度明显优于普通梯度下降姿态解算法,抑制非重力加速度的能力明显优于互补滤波与梯度下降法,可有效跟踪无人机的真实姿态变化.

关键词：旋翼飞行机器人微机电系统姿态解算梯度下降法

逐步回归分析在锻模飞边尺寸设计准则挖掘中的应用

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湖南大学学报（自然科学版） 2006年第4期33卷 55-59页

作者：谭建豪章兢湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

分析了采用传统方法建立锻模飞边尺寸设计准则存在的问题,提出了采用逐步回归分析法挖掘锻模飞边尺寸设计准则的思想,构造了利用逐步回归分析法对锻模飞边尺寸设计准则进行参数估计的算法;对逐步回归分析软件的需求分析与结构设计及该... 详细信息

分析了采用传统方法建立锻模飞边尺寸设计准则存在的问题,提出了采用逐步回归分析法挖掘锻模飞边尺寸设计准则的思想,构造了利用逐步回归分析法对锻模飞边尺寸设计准则进行参数估计的算法;对逐步回归分析软件的需求分析与结构设计及该软件中数据的分析与设计进行了论述;以此为依据开发了该软件,并给出了利用该软件获得的锻模飞边尺寸设计准则.结果表明,利用由此得到的设计准则而开发的CAD系统具有自组织能力和自适应能力.

关键词：数据挖掘回归分析参数估计

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计算机控制技术