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基于樽海鞘群极限学习机的进/发一体化性能寻优控制模型研究

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推进技术 2024年第5期45卷 236-249页

作者：于子洋王晨杜宪聂聆聪孙希明大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024 北京动力机械研究所北京100074

为充分发挥航空推进系统的性能,提高性能寻优控制的实时性,将樽海鞘群算法(SSA)与极限学习机(ELM)相结合,基于进/发一体化部件级模型建立数据集,提出一种基于SSA-ELM的数据驱动模型。将该建模方法与广义回归神经网络(GRNN)、BP神经网络(... 详细信息

为充分发挥航空推进系统的性能,提高性能寻优控制的实时性,将樽海鞘群算法(SSA)与极限学习机(ELM)相结合,基于进/发一体化部件级模型建立数据集,提出一种基于SSA-ELM的数据驱动模型。将该建模方法与广义回归神经网络(GRNN)、BP神经网络(BPNN)和极限学习机(ELM)比较,结果表明,相比于BPNN,ELM,GRNN,SSA-ELM用于预测可以使安装推力的均方根误差(RMSE)分别降低7.41%,17.01%,72.57%,安装油耗的RMSE分别降低4.32%,19.41%,66.77%,具有更高的预测精度。将基于SSA-ELM的数据驱动模型作为机载模型应用到性能寻优控制,结果表明,该机载模型能够维持理想的寻优效果。针对最大安装推力模式开展实时性分析,该机载模型相比于进/发一体化部件级模型,平均计算时间由184.05 ms缩短至1.357 ms,实时性得到显著改善,大大提高了寻优效率。

关键词：航空发动机进/发一体化樽海鞘群优化算法极限学习机数据驱动模型性能寻优控制

超燃冲压发动机一维模型的GPU并行加速研究

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推进技术 2024年第10期 252-261页

作者：温思歆苏承毅王东杰孟万植聂聆聪孙希明北京动力机械研究所大连理工大学控制科学与工程学院

发动机模型是控制计划优化、基于模型的控制和观测器设计等技术的基础，对控制系统的性能具有重要影响。然而，超燃冲压发动机一维模型由于依赖计算流体力学的网格计算，其计算量巨大，难以在机载控制器内实时运行。为解决这一问题，本... 详细信息

发动机模型是控制计划优化、基于模型的控制和观测器设计等技术的基础，对控制系统的性能具有重要影响。然而，超燃冲压发动机一维模型由于依赖计算流体力学的网格计算，其计算量巨大，难以在机载控制器内实时运行。为解决这一问题，本文深入研究基于图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU）的并行计算技术，探索了网格解耦与划分、串/并异构设计、内存优化、代码优化、编译指令优化、硬件模式优化等方法，综合设计了一个高效的中央处理器（Central Processing Unit，CPU）+GPU异构模型，并在基于虚拟路径交叉连接（Virtual Path Cross-Connect，VPX）总线的嵌入式控制器上进行验证。为充分验证所设计异构模型的有效性、高效性与实时性，本文依次开展基线测试、软硬件优化加速测试、并行计算测试，在测试中对比一维模型在CPU、单核GPU、多核GPU上的计算耗时与数据误差。最后根据数据、曲线、监控工具等方式，展示了所设计的异构模型在不损失模型精度的前提下，加速超过了6.7倍，运行时间均不超过25 ms，符合工程预期的实时性要求，具有良好的应用前景。

关键词：超燃冲压发动机并行计算一维模型嵌入式控制器优化加速

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提高电子信息类专业研究生教育国际化质量和水平的探索与实践

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工业和信息化教育 2024年第8期 11-14页

作者：孙希明夏卫国王伟王开宇大连理工大学工业装备智能控制与优化教育部重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024

文章以大连理工大学控制科学与工程学院持续开展的研究生国际联合培养为典型案例,分析现有国际化联合培养模式中存在的问题,提出提高电子信息类专业研究生教育国际化质量和水平的对策和建议。

关键词：电子信息研究生教育国际化高层次人才培养

“过程控制工程”课程体系虚拟教研室建设与探讨

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工业和信息化教育 2024年第8期 26-30页

作者：刘涛孙希明张继研郝首霖王开宇朱理吴振宇大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024 大连理工大学创新创业学院辽宁大连116024

虚拟教研室是“智能+”时代高校教学发展的产物,成为高校专业教学建设和管理的新形态。以自动化类专业“过程控制工程”课程体系的教研室建设为例,探讨在国际工程教育专业认证要求下的虚拟教研室建设方案,包括教学目标、教学资源建设、... 详细信息

虚拟教研室是“智能+”时代高校教学发展的产物,成为高校专业教学建设和管理的新形态。以自动化类专业“过程控制工程”课程体系的教研室建设为例,探讨在国际工程教育专业认证要求下的虚拟教研室建设方案,包括教学目标、教学资源建设、虚拟化“以赛促教”教学新模式及教学团队建设等,达到提高教学团队整体教学水平、转变教师教学理念、促进学生自主学习能力培养的目的。

关键词：虚拟教研室过程控制工程工程教育认证虚实结合资源建设自主学习

一流学科建设路径的探索与实践——以大连理工大学控制科学与工程学科为例

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工业和信息化教育 2024年第8期 1-6页

作者：仇森李旭青孙希明王开宇王哲龙王慧慧吴玉虎王宏伟大连理工大学控制科学与工程学院辽宁大连116024 大连东软信息学院智能与电子工程学院辽宁大连116023

文章梳理了一流学科建设研究现状,分析了大连理工大学控制科学与工程学科发展现状和建设过程中存在的问题,给出了以学科定位为前提、支撑平台为基础、建设策略为引领的一流学科建设路径的探索与实践。

关键词：一流学科建设路径控制科学与工程

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具有多胞型摄动的线性切换系统的渐近稳定性

东北大学学报（自然科学版） 2004年第8期25卷 723-726页

作者：孙文安孙希明赵军东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110004

具有多胞型摄动的线性切换系统的不确定性是由若干已知常数矩阵的凸组合构成的·利用确定性系统凸组合技术与多胞摄动矩阵范数概念,使用单Lyapunov函数方法和多Lyapunov函数方法分别给出了使这种切换系统渐近稳定的充分条件及切换律的... 详细信息

具有多胞型摄动的线性切换系统的不确定性是由若干已知常数矩阵的凸组合构成的·利用确定性系统凸组合技术与多胞摄动矩阵范数概念,使用单Lyapunov函数方法和多Lyapunov函数方法分别给出了使这种切换系统渐近稳定的充分条件及切换律的设计方法,所有结果都由线性矩阵不等式来表达,易于实际检验·最后给出仿真算例,验证了文中结论的有效性·

关键词：线性切换系统多胞型摄动渐近稳定性 Lyapunov函数矩阵不等式切换律

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线性切换系统二次稳定的一个充分条件

东北大学学报（自然科学版） 2004年第11期25卷 1024-1026页

作者：孙文安孙希明赵军东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110004

首先构造区间矩阵,把线性切换系统转化为区间系统,利用矩阵不等式给出了在任意的切换策略下线性切换系统二次稳定性的充分条件·这个条件等价于共同二次Lyapunov函数判定条件,但共同二次Lyapunov函数判定条件需要求解若干个矩阵不等式,... 详细信息

首先构造区间矩阵,把线性切换系统转化为区间系统,利用矩阵不等式给出了在任意的切换策略下线性切换系统二次稳定性的充分条件·这个条件等价于共同二次Lyapunov函数判定条件,但共同二次Lyapunov函数判定条件需要求解若干个矩阵不等式,当子系统较多时计算量是相当大的,而这个条件只需找到一个LMI的解就可以判定该系统的二次稳定性,大大降低计算工作量·最后用数值例子说明了结果的正确性·

关键词：线性切换系统二次稳定性 Lyapunov函数任意切换区间矩阵线性矩阵不等式

一类不确定线性系统的混杂状态反馈保成本控制

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控制与决策 2005年第4期20卷 421-425页

作者：孙希明齐丽赵军东北大学教育部流程工业综合自动化重点实验室信息科学与工程学院辽宁沈阳110004

研究一类不确定线性系统的混杂状态反馈保成本控制问题.系统矩阵和输入矩阵中含有时变不确定性.假设存在有限个备选的控制增益已知的控制器,并且任何单一的状态反馈控制器都不能镇定系统.基于单Lyapunov函数的方法,给出了混杂状态反馈... 详细信息

研究一类不确定线性系统的混杂状态反馈保成本控制问题.系统矩阵和输入矩阵中含有时变不确定性.假设存在有限个备选的控制增益已知的控制器,并且任何单一的状态反馈控制器都不能镇定系统.基于单Lyapunov函数的方法,给出了混杂状态反馈保成本控制的充分条件及切换律的设计方案.当切换系统的控制增益未知时,利用多Lyapunov函数法,给出混杂状态反馈保成本控制的充分条件,并通过仿真验证了该方法的有效性.

关键词：混杂状态反馈保成本控制切换律

一类线性不确定系统H_∞鲁棒可靠观测器、控制器的设计

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东北师大学报（自然科学版） 2004年第2期36卷 1-6页

作者：孙希明张友齐丽渤海大学数学系辽宁锦州121003 东北大学信息科学与工程学院

　主要研究了一类线性不确定系统的基于观测器的H∞鲁棒可控制问题.在LMI方法的基础上给出了经估计H∞鲁棒可靠控制的设计方案,使设计的闭环系统能对所有允许的不确定性及对指定执行器子集合中的任意执行器失效时,仍能保持具有H∞范数... 详细信息

　主要研究了一类线性不确定系统的基于观测器的H∞鲁棒可控制问题.在LMI方法的基础上给出了经估计H∞鲁棒可靠控制的设计方案,使设计的闭环系统能对所有允许的不确定性及对指定执行器子集合中的任意执行器失效时,仍能保持具有H∞范数界的二次稳定,并通过仿真验证了结果的正确性和有效性.

关键词： H∞二次镇定可靠控制执行器控制器