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基于鲁棒优化的系统辨识算法研究

自动化学报 2014年第5期40卷 988-993页

作者：钱富才黄姣茹秦新强西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048 西安工业大学新型网络与检测控制国家地方联合工程实验室西安710032 西安理工大学理学院西安710054

输入-输出数据是解决系统辨识问题的关键要素,传统的辨识理论除了假定影响输入-输出数据干扰的密度函数已知外,还要假定输入-输出数据能够精确获得,完全忽略了所用数据的质量.本文突破了传统理论的两个假设,首先用工程上易于获得的干扰... 详细信息

输入-输出数据是解决系统辨识问题的关键要素,传统的辨识理论除了假定影响输入-输出数据干扰的密度函数已知外,还要假定输入-输出数据能够精确获得,完全忽略了所用数据的质量.本文突破了传统理论的两个假设,首先用工程上易于获得的干扰的有界集合代替干扰的密度函数,并在特定数据不确定性结构下,考虑了数据质量问题,然后,以半定规划为基础,导出了鲁棒对等式,从而将系统辨识转化为对数据质量具有鲁棒性的优化问题,通过求解该优化问题,得到了一种新的鲁棒优化辨识方法,仿真结果表明了新方法的可行性和有效性.

关键词：系统辨识不确定性鲁棒优化半定规划

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一类随机系统完全统计特征控制

控制理论与应用 2016年第5期33卷 669-675页

作者：杨恒占钱富才黄姣茹高嵩西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048 西安工业大学自主无人系统研究中心陕西西安710021 航天器在轨故障诊断与维修重点实验室陕西西安710043

非线性随机系统完全统计特征控制优于低阶矩控制,但往往因为算法的复杂性难以实际应用.本文针对受高斯白噪声激励的标量非线性随机系统,针对状态响应提出了一种完全统计特征控制方法.首先将刻画完全统计特征的概率密度函数表示成指数函... 详细信息

非线性随机系统完全统计特征控制优于低阶矩控制,但往往因为算法的复杂性难以实际应用.本文针对受高斯白噪声激励的标量非线性随机系统,针对状态响应提出了一种完全统计特征控制方法.首先将刻画完全统计特征的概率密度函数表示成指数函数,利用FPK(Fokker-Planck-Kolmogorov)方程求出概率密度函数的各阶导数,进而建立指数函数Taylor展开的系数与待求反馈控制增益间的关系.然后,依据控制目标给出了求解反馈增益的优化问题.针对目标概率密度函数的不同情况,分别给出了跟踪控制策略:对于指数函数Taylor展开为有限项形式的情况,能够直接得到控制增益并完全跟踪目标概率密度函数;其他情况下,也能够达到较好的控制效果.仿真验证了本文方法的有效性.

关键词：非线性随机系统完全统计特征 FPK方程

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基于深度学习与注意力机制的化工故障分类

电子测量技术 2022年第4期45卷 168-174页

作者：唐颖川黄姣茹钱富才西安工业大学电子信息工程学院西安710021 西安理工大学陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室西安710048

针对现有的故障诊断方法在处理高维度且动态特征明显的化工生产过程中观测的数据时,存在无法识别长时间依赖关系、精确度不够的问题,对长短时记忆模型进行改进,提出了一种基于深度学习与attention机制的分类模型,以田纳西-伊斯曼仿真平... 详细信息

针对现有的故障诊断方法在处理高维度且动态特征明显的化工生产过程中观测的数据时,存在无法识别长时间依赖关系、精确度不够的问题,对长短时记忆模型进行改进,提出了一种基于深度学习与attention机制的分类模型,以田纳西-伊斯曼仿真平台的仿真数据作为研究对象,通过小波阈值去噪法对数据进行预处理,再对模型分类效果进行验证,比较了本文模型与改进前的模型,最后通过t-sne算法绘制样本数据及在模型各层输出特征向量在二维空间的分布图。实验结果表明,改进后的深度学习模型,对故障分类时能达到92.71%的召回率与93.05%的准确率,相对改进前的模型分别提高了16.84%与13.66%,对数据特征的学习效果更好,更适用于化工数据。

关键词：深度学习 attention机制故障诊断

双重不确定分数阶混沌系统的鲁棒自适应同步控制算法研究

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计算机应用与软件 2019年第6期36卷 243-247页

作者：钟昆高嵩黄姣茹钱富才西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710021 西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

针对一类含有未知参数且受外部扰动的双重不确定分数阶混沌系统的同步控制问题,提出一种易于实现的鲁棒自适应同步控制算法。基于分数阶Lyapunov稳定性定理和自适应控制策略,给出使同步误差系统鲁棒渐进稳定的自适应同步控制器设计方法... 详细信息

针对一类含有未知参数且受外部扰动的双重不确定分数阶混沌系统的同步控制问题,提出一种易于实现的鲁棒自适应同步控制算法。基于分数阶Lyapunov稳定性定理和自适应控制策略,给出使同步误差系统鲁棒渐进稳定的自适应同步控制器设计方法。该控制器在实现混沌系统同步控制的同时,可以获得对未知参数的精确估计。以一类含绝对值项的分数阶混沌系统为例,通过MATLAB数值仿真验证该算法的有效性和可行性。

关键词：分数阶混沌系统双重不确定性参数估计自适应控制

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基于多传感器抗差融合的UKF弹道跟踪算法

空军工程大学学报（自然科学版） 2021年第2期22卷 77-82页

作者：黄姣茹李灵芝高嵩钱富才王敏西安工业大学电子信息工程学院西安710021 西安理工大学陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室西安710048 西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室西安710043

弹道跟踪测量过程中,由于环境的复杂性和测量机制自身的问题,测量数据不可避免存在异常值等。传统的加权观测融合估计算法往往直接对来自各个传感器的测量数据进行处理,忽略了数据质量问题对滤波精度的影响。为解决此问题,在加权观测融... 详细信息

弹道跟踪测量过程中,由于环境的复杂性和测量机制自身的问题,测量数据不可避免存在异常值等。传统的加权观测融合估计算法往往直接对来自各个传感器的测量数据进行处理,忽略了数据质量问题对滤波精度的影响。为解决此问题,在加权观测融合算法的基础上引入抗差估计理论,根据观测融合值与融合预测值,计算测量融合残差向量、抗差权重因子和融合观测向量等价协方差阵,实现了异常值的实时分离与修正,解决了融合过程中由于测量数据存在污染导致弹道数据处理精度下降的问题。同时引入平方根滤波思想,避免了常规UKF中误差协方差矩阵非正值引起的滤波散度问题。仿真结果表明该算法估计精度高,计算负担小,能有效地减小测量误差对弹道定轨精度的影响。

关键词：弹道跟踪抗差估计数据融合平方根无迹卡尔曼滤波

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带有非线性扰动的分数阶系统控制

计算机应用与软件 2020年第5期37卷 77-81页

作者：彭雨豪黄姣茹陈超波西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710021

针对一类带有非线性扰动项的分数阶系统的鲁棒控制进行了研究。通过分数阶李雅普诺夫直接法得出一种新的状态反馈控制器,再利用线性矩阵不等式求出稳定条件下控制器参数的可行解,以保证分数阶闭环系统的稳定性同时得出使该系统稳定的充... 详细信息

针对一类带有非线性扰动项的分数阶系统的鲁棒控制进行了研究。通过分数阶李雅普诺夫直接法得出一种新的状态反馈控制器,再利用线性矩阵不等式求出稳定条件下控制器参数的可行解,以保证分数阶闭环系统的稳定性同时得出使该系统稳定的充分条件。该控制器的优点在于不但运算简便,同时还具有较好的快速性及鲁棒性。仿真实例证明了该方法的实用性及可靠性。

关键词：分数阶系统线性矩阵不等式状态反馈控制器非线性扰动

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一类非线性系统的扇区模糊建模方法

科学技术与工程 2017年第18期17卷 84-88页

作者：马嘉跃高嵩黄姣茹钱富才西安工业大学自主系统与智能控制国际联合研究中心西安710021 西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048

针对一类非线性系统的建模问题,以扇区非线性化为基础,提出了一种T-S模糊建模方法。首先在论域上确定出系统中非线性项的最大值和最小值;然后给出非线性项的隶属度函数;最后建立了非线性系统的T-S模糊线性模型。本算法计算简单,容易实现... 详细信息

针对一类非线性系统的建模问题,以扇区非线性化为基础,提出了一种T-S模糊建模方法。首先在论域上确定出系统中非线性项的最大值和最小值;然后给出非线性项的隶属度函数;最后建立了非线性系统的T-S模糊线性模型。本算法计算简单,容易实现,同时,仿真结果也表明算法能够有效实现对原系统的逼近。

关键词：非线性系统模糊建模扇区非线性化 T-S模糊模型

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基于蚁群算法的分数阶随机系统状态最优估计

计算机应用与软件 2020年第11期37卷 224-228页

作者：赵亚亚黄姣茹钱富才陈超波西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710021 西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

针对一类Caputo定义下的分数阶线性随机系统,考虑与状态变量估计误差相关的二次型成本函数,设计一种状态观测器。利用分数阶微分算子的性质将其化简为与滤波增益相关的非线性函数,从而将分数阶状态估计问题转化为优化问题。通过利用蚁... 详细信息

针对一类Caputo定义下的分数阶线性随机系统,考虑与状态变量估计误差相关的二次型成本函数,设计一种状态观测器。利用分数阶微分算子的性质将其化简为与滤波增益相关的非线性函数,从而将分数阶状态估计问题转化为优化问题。通过利用蚁群算法对相应的成本函数求最优值,确定出系统的最优滤波增益。通过数值实验对比分析基于传统梯度迭代优化算法与基于蚁群算法的状态估计策略,验证该算法的可行性与有效性。

关键词：分数阶随机系统分数阶状态估计状态观测器蚁群算法

一类随机非线性系统状态变量密度函数控制方法研究

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西安理工大学学报 2013年第2期29卷 144-148页

作者：赵彦彦黄姣茹秦新强钱富才西安理工大学理学院陕西西安710054 西安理工大学自动化学院陕西西安710048

对具有随机噪声的非线性系统进行系统分析,采用反常积分法提出了系统被控变量的均值、方差、高阶矩以及系统输出概率密度函数(PDF)的一般求解方法,基于Fokker-Plank(FPK)方程设计控制器实现了PDF的跟踪。通过实例仿真验证了算法的有效性。

关键词： FPK方程非线性随机系统 PDF形状控制反常积分