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切换系统的控制器设计

切换系统的控制器设计

作者：毛彦兵电子科技大学

学位级别：硕士

很多实际系统涉及连续时间动力学行为和离散时间事件的耦合，我们一般称这类具有这两类动态行为共存和交互的系统为混杂系统。我们的现实的生活中存在着一类非常重要特殊的混杂系统——切换系统。该系统是由多个子系统以及特定的切换规... 详细信息

很多实际系统涉及连续时间动力学行为和离散时间事件的耦合，我们一般称这类具有这两类动态行为共存和交互的系统为混杂系统。我们的现实的生活中存在着一类非常重要特殊的混杂系统——切换系统。该系统是由多个子系统以及特定的切换规则，该切换规则协调系统的运行。实际的切换常由系统运行的内外环境的变化所引起。目前切换系统在工程领域应经得到了广泛应用，例如智能机器人、交通工程系统以及电力系统等等。由此可见，对切换系统的动力学行为及控制进行深入的研究具有重要的意义。本论文主要内容涉及切换线性系统的控制器设计以及切换非线性系统的模糊建模和模糊控制器的设计研究。本文的研究重点主要基于四类系统：⑴关于连续时间的切换线性系统的指数稳定分析和异步镇定问题的研究;⑵关于基于T-S模型的连续时间的切换非线性系统的指数稳定性分析和异步控制问题的研究;⑶基于T-S模型的离散时间的时变时延的切换非线性系统的指数稳定性分析和H控制器设计;⑷基于T-S模型的连续时间的时变时延的切换非线性系统的指数稳定性分析和H控制器设计。首先，针对连续时间的切换线性系统，基于最小逗留时间以及分段Lyapunov理论，采用分段的设计方法，分析了系统的指数稳定性分析和异步镇定问题。其次，针对连续时间的切换线非线性系统，基于T-S模糊模型，建立了切换模糊系统。同样采用切换的设计方法和Lyapunov理论，分析了切换模糊系统的稳定性分析和异步镇定设计问题。最后，针对连续时间和离散时间的切换线非线性系统，在平均逗留时间的切换规则下，基于T-S模糊模型，建立了切换模糊系统。同样采用切换的设计方法和Lyapunov理论，分析了切换模糊系统的稳定性分析和H控制器设计问题。所有的结果式都以LMI形式给出。

关键词： T-S模糊模型切换系统 H∞控制线性矩阵不等式异步切换

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支持多网融合的市域铁路列车控制系统研究

铁道工程学报 2024年第5期41卷 61-66,72页

作者：张友兵北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

研究目的:市域(郊)铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的轨道交通服务,正朝着网络化、公交化、智能化快速发展。市域(郊)铁路作为干线铁路、城际铁路与城市轨道交通连接的纽带... 详细信息

研究目的:市域(郊)铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的轨道交通服务,正朝着网络化、公交化、智能化快速发展。市域(郊)铁路作为干线铁路、城际铁路与城市轨道交通连接的纽带,需要市域(郊)铁路列车控制系统兼容CTCS制式和CBTC制式,支持列车在CTCS线路和CBTC线路之间不停车跨线运营,推动干线铁路网、城际铁路网、市域(郊)铁路网、城市轨道交通网“四网融合”,实现轨道交通网络互联互通,提高区域总体运能,提升旅客服务质量。研究结论:(1)建议CTCS与CBTC设置重叠区,两个系统的地面设备增加接口,支持列车跨线运行;(2)建议研制兼容CTCS和CBTC的车载设备,通过车载设备适应CTCS线路的地面设备和CBTC线路的地面设备,支持跨线运行;(3)对于建设工期紧张且车辆安装空间充足的项目,可以采用分体式车载设备,系统成熟可靠,易于开发实现;(4)对于建设工期宽松且车辆安装空间有限的项目,可采用一体式车载设备,系统集成度高,节约成本,易于安装;(5)本研究成果可为存在CTCS和CBTC跨线运营的市域铁路信号系统的系统研制、工程设计、建设实施提供参考和借鉴。

关键词：市域铁路 CTCS CBTC 多网融合跨线运营

认知能力、教育代际流动性与教育资源配置效率

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系统工程理论与实践 2024年第9期44卷 2934-2947页

作者：常进雄李如兵孙燕上海财经大学经济学院

教育是影响劳动者生产效率、收入和职业选择的关键因素,教育代际流动性不仅是代际流动的主要机制,也是判断代际流动性的重要指标;通过了解能力在教育代际流动性中的作用,有利于我们更好评估教育资源的配置效率.影响教育代际流动性主要... 详细信息

教育是影响劳动者生产效率、收入和职业选择的关键因素,教育代际流动性不仅是代际流动的主要机制,也是判断代际流动性的重要指标;通过了解能力在教育代际流动性中的作用,有利于我们更好评估教育资源的配置效率.影响教育代际流动性主要有劳动者个人能力因素与家庭及社会因素,目前的文献主要关注家庭和社会层面的因素.与现有文献不同的是,本文通过使用2018年和2010年的CFPS数据,考察认知能力对我国教育代际流动性的影响,以及这种影响的城乡和性别差异,同时也通过分析认知能力在教育代际流动性中作用的变化来了解我国代际流动性的变化趋势.本文主要结论是:认知能力是影响我国教育代际流动性的重要因素,认知能力对我国代际教育流动性的影响存在着显著的性别差异和城乡差异,认知能力对教育代际流动性的影响出现了显著的上升,这些结论意味着我国教育资源配置是以效率为导向的,认知能力对教育代际流动的积极影响有利于对城乡差异和性别差异产生积极修正作用.

关键词：认知能力教育代际流动性效率

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自适应时间步长法在非饱和渗流中的应用研究

岩土力学 2024年第S1期45卷 685-693+704页

作者：韩枥兵李文涛韦昌富中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室中国科学院大学

Richards方程是非饱和渗流理论的基本方程，常用数值方法结合有效的迭代技术进行求解，时间步长调整方法常用来提高计算效率。为探究不同自适应时间步长法的数值表现，采用有限单元法结合自适应松弛Picard法和自适应时间步长法，开发了... 详细信息

Richards方程是非饱和渗流理论的基本方程，常用数值方法结合有效的迭代技术进行求解，时间步长调整方法常用来提高计算效率。为探究不同自适应时间步长法的数值表现，采用有限单元法结合自适应松弛Picard法和自适应时间步长法，开发了非饱和渗流有限元程序。通过模拟非饱和渗流算例，研究了不同自适应时间步长法对计算精度与效率的影响。结果表明，开发的程序是实用和可靠的，在时间步长发生较大变化时也能保证计算的稳定性。直接推断法虽然简单高效，但在求解迭代收敛难度较大的问题时，该方法难以保证良好的计算精度。截断误差法的数值表现受截断误差阈值影响，具有阈值越小，精度越高、效率越低；阈值越大，精度越低、效率越高的特点，通过调整阈值，该方法能更好地平衡计算精度和效率。研究成果对于高效非饱和渗流有限元程序的开发和应用具有一定的参考价值。

关键词：非饱和渗流有限元自适应时间步长法截断误差法直接推断法

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古建筑木结构榫卯节点力学性能研究进展

建筑结构学报 2024年第7期45卷 226-241页

作者：潘毅安仁兵游文龙西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031

榫卯节点是古建筑木结构区别于其他结构的重要构造措施之一,具有典型的半刚性连接特性,其力学性能对古建筑木结构的抗震性能影响较大。根据在结构中连接方式的不同,总结了水平与竖向构件连接、竖向构件连接和水平构件连接榫卯节点的特... 详细信息

榫卯节点是古建筑木结构区别于其他结构的重要构造措施之一,具有典型的半刚性连接特性,其力学性能对古建筑木结构的抗震性能影响较大。根据在结构中连接方式的不同,总结了水平与竖向构件连接、竖向构件连接和水平构件连接榫卯节点的特点和用途。从受力机理、力学模型和数值分析3个方面,对榫卯节点力学性能的研究现状进行了梳理。在受力机理方面,归纳了不同类型榫卯节点的受力特点与破坏特征,分析了节点构造尺寸、节点损伤及构造措施等因素对节点力学性能的影响。在力学模型方面,阐述了基于理论推导、模型试验和数值模拟力学模型的建立过程,并指出了不同方法的局限性。在数值分析方面,以木材本构关系为基础,介绍了榫卯节点的精细化数值分析和在整体结构中的简化分析。通过对榫卯节点力学性能的研究成果的回顾,发现节点类型不完善、影响因素不全面、力学模型复杂和模拟精度不足等问题,为榫卯节点力学性能的进一步研究指出方向,也为准确反映节点在古建筑木结构中的力学性能提供支撑。

关键词：古建筑木结构榫卯节点受力机理力学模型数值分析

双路特征提取与度量的少样本细粒度图像分类方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第2期57卷 137-146页

作者：冀中吴伊兵王轩天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

少样本学习旨在利用少量数据训练深度学习模型,并将其快速泛化到新任务中.在这一领域,少样本细粒度图像分类是最具有挑战性的任务之一,原因在于细粒度图像具有类内方差大、类间方差小的特点.为了解决这一问题,本文提出了一种基于距离与... 详细信息

少样本学习旨在利用少量数据训练深度学习模型,并将其快速泛化到新任务中.在这一领域,少样本细粒度图像分类是最具有挑战性的任务之一,原因在于细粒度图像具有类内方差大、类间方差小的特点.为了解决这一问题,本文提出了一种基于距离与方向双重度量的神经网络,分别利用欧氏距离衡量特征间的绝对距离差异和余弦相似度衡量特征间的相对方向差异,以提升度量信息多样性和样本特征的判别性.同时,为了与当前先进的少样本细粒度图像分类方法对比,将特征提取器在不增加深度的前提下设置为双路形式,以适应不同度量方法对嵌入特征信息的需要.此外,设计了彼此分离的通道和空间注意力机制,分别通过自适应通道注意力和空间信息交叉注意力对不同阶段的提取特征进行增强,从而挖掘重要分类信息.最后,通过双相似度模块分别计算两种差异信息的度量结果,并选取一定权重融合得到最终的相似度分数,实现绝对差异与相对差异在度量空间中的协调补充.在4个主流细粒度图像分类数据集上进行实验对比与分析,最终结果表明了所提方法在相同设置下最多实现了7.0%左右的分类准确率提升.

关键词：细粒度图像少样本欧氏距离余弦相似度

基于运动特征提取和2D卷积的鱼类摄食行为识别研究

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农业机械学报 2024年第6期55卷 246-253页

作者：张铮沈彦兵张泽扬上海海洋大学工程学院上海201306 上海城市电力发展有限公司上海200123

为了促进渔业装备智能化,近年来基于视频流的鱼类摄食行为识别研究受到了广泛关注。针对基于视频流的传统识别方法模型过于复杂,难以在边缘计算设备部署的问题,提出了一种轻量级的2D卷积运动特征提取网络Motion-EfficientNetV2,该网络... 详细信息

为了促进渔业装备智能化,近年来基于视频流的鱼类摄食行为识别研究受到了广泛关注。针对基于视频流的传统识别方法模型过于复杂,难以在边缘计算设备部署的问题,提出了一种轻量级的2D卷积运动特征提取网络Motion-EfficientNetV2,该网络以视频流为输入,能够有效识别鱼类摄食行为。提出的模型以EfficientNetV2为主干网络,基于TEA和ECANet构建了运动特征提取模块Motion,并将该模块嵌入到EfficientNetV2的每个Fused-MBConv模块中,使改进后的EfficientNetV2具有运动特征提取能力。同时使用ECANet对EfficientNetV2网络中的MBConv进行改进,增强其通道特征提取能力。在此基础上利用空洞卷积扩大感受野,提高大范围特征提取能力。试验结果表明,Motion-EfficientNetV2的参数量和浮点运算量分别为9.3×106和1.31×1010,优于EfficientNetV2。在TSN-ResNet50、TSN-EfficientNetV2、C3D以及R3D模型上进行对比试验,本文模型在降低参数量和浮点运算量的同时,使识别准确率提高到93.97%。该研究对于渔业装备智能化升级和科学养殖具有推动作用。

关键词：鱼类摄食行为运动特征深度学习卷积神经网络轻量化 EfficientNetV2

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基于模板复用和特征解析的智能变电站虚回路自动配置方法

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电力自动化设备 2024年第10期44卷 216-224页

作者：古千硕丛伟王峰谭乾丁晓兵史泽兵山东大学电网智能化调度与控制教育部重点实验室山东济南250061 广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东广州510600 中国南方电网电力调度控制中心广东广州510530

针对当前虚回路配置存在的复用程度不足、配置正确率不高的问题,提出了一种基于模板复用和特征解析的虚回路自动配置方法。分析了虚回路模型和配置特点;采用模板复用策略构建了虚回路重连数据集;对重连的虚回路路径进行特征提取,并采用... 详细信息

针对当前虚回路配置存在的复用程度不足、配置正确率不高的问题,提出了一种基于模板复用和特征解析的虚回路自动配置方法。分析了虚回路模型和配置特点;采用模板复用策略构建了虚回路重连数据集;对重连的虚回路路径进行特征提取,并采用降噪自编码网络实现重连的匹配。以实际220kV智能变电站为例进行对比分析,结果表明:与现有的自动配置方法相比,所提方法可更好地利用配置模板提高配置效率,能够有效提高虚回路自动配置的正确性。

关键词：智能变电站虚回路自动配置模板复用特征解析

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