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管理与技术 1990年第1期 8-11页

作者：汤远焱

基于改进观测器的机械臂滑模预设性能控制研究

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基于改进观测器的机械臂滑模预设性能控制研究

作者：汤丑焱南昌大学

学位级别：硕士

在机械臂控制的实际应用中,如何精准地追踪期望轨迹始终是研究的重中之重。滑模控制因其出色的鲁棒性在机械臂控制领域备受瞩目。然而,尽管终端滑模面实现了系统变量的有限时间收敛,但它在解决滑模控制固有的抖振问题方面仍存在局限,并... 详细信息

在机械臂控制的实际应用中,如何精准地追踪期望轨迹始终是研究的重中之重。滑模控制因其出色的鲁棒性在机械臂控制领域备受瞩目。然而,尽管终端滑模面实现了系统变量的有限时间收敛,但它在解决滑模控制固有的抖振问题方面仍存在局限,并可能引发奇异现象。此外,机械臂系统中存在的多种不确定性因素,包括模型精度的不确定、复杂多变的摩擦力以及难以预测的外部扰动等,都极大地增加了控制器设计的难度。这些不确定性因素对系统性能的影响不容忽视,它们往往导致系统稳定性下降、控制精度降低甚至失控等问题,为控制器的设计和优化带来了严峻的挑战。考虑到机械臂中存在的问题,本文通过引入Dhal摩擦力模型对机械臂模型进行优化改进,设计了一种结合模糊降阶观测器的反步法快速终端滑模控制器,该控制器首先通过增加积分环节,不仅降低了稳态误差,还提高了系统的收敛速度,其次,创新性地将模糊算法融入降阶观测器中,使增益参数能够实时观测,成功解决了因增益无法动态调整而导致的误差增大问题,并将其与滑模控制相结合,通过反演控制算法控制其输出力矩,实现了系统全局的渐进稳定性。最后,借助Lyapunov方法验证系统的稳定性,并且将该控制策略在二自由度机械臂的数值仿真实验,进而验证该方法的有效性。由于传统的控制方法大部分是针对稳态误差,并未很好考虑系统的暂态性能。本文在原先的控制方法上继续进行深入改进,创新设计了一种基于新型扩张观测器的误差驱动滑模预设性能控制方法。首先,该控制器在积分滑模面的基础上,设计了误差驱动的非奇异快速终端滑模面,显著地缓解并有效抑制了滑模控制中常出现的抖振现象。其次,为了有效减少观测器的误差峰值现象,本文将传统的线性扩张观测器改进为非线性扩张观测器,方便精确地估计外界扰动。然后,采用预设性能函数来约束和限制跟踪误差的边界,实现了对暂态性能的有效控制。最后为了验证该控制方法的可行性,分别利用MATLAB对双关节机械臂和三关节机械臂进行仿真实验。

关键词：机械臂新型扩张观测器快速终端滑模控制预设性能函数反演控制

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一种具有容错功能的多桥臂开关功放电路

中国电机工程学报 2024年

作者：刘程子贾丽焱杨艳刘泽远葛辉南京邮电大学自动化学院/人工智能学院

功率放大器是主动磁悬浮轴承系统中主要的执行元件，但由于开关管长期工作在高频状态下，易发生故障，因此十分有必要开展故障容错研究。本文提出了一种新的具有容错功能的多桥臂开关功放拓扑结构，能同时实现对五相六桥臂开关功放的开... 详细信息

功率放大器是主动磁悬浮轴承系统中主要的执行元件，但由于开关管长期工作在高频状态下，易发生故障，因此十分有必要开展故障容错研究。本文提出了一种新的具有容错功能的多桥臂开关功放拓扑结构，能同时实现对五相六桥臂开关功放的开路和短路故障容错控制。本文分析了所提拓扑的工作原理，并提出以电流斜率变化作为故障判断条件的方法，采用相应的容错控制策略，实现冗余桥臂对故障桥臂的替换，以达到容错的目的。最后，通过仿真和实验验证了该拓扑在故障后经过容错能使负载电流恢复正常，证明了拓扑的合理性和可行性。

关键词：磁悬浮轴承五相六桥臂开关功放短路故障容错控制

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中国模式下砾性土液化指数评价新方法

土木工程学报 2024年第9期57卷 98-108页

作者：袁近远崔家伟李兆焱袁晓铭张钰洋黑龙江科技大学黑龙江哈尔滨150022 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

砾性土地震液化是我国土木工程震害防治技术体系建设面临的新问题,砾性土液化指数作为砾性土液化判别的最终表征量及抗液化对策的实际控制指标,是当前体系发展中亟待突破的瓶颈。该文继承中国模式,基于2008年我国汶川地震实测数据,提出... 详细信息

砾性土地震液化是我国土木工程震害防治技术体系建设面临的新问题,砾性土液化指数作为砾性土液化判别的最终表征量及抗液化对策的实际控制指标,是当前体系发展中亟待突破的瓶颈。该文继承中国模式,基于2008年我国汶川地震实测数据,提出以超重型圆锥动力触探击数比余量为基本变量的砾性土液化指数评价新方法。采用我国独有资料,构建砾性土的理论计算液化指数与宏观调查液化指数间函数关系,分析我国规范中既有液化指数与液化等级对应关系的可行性,建立适于砾性土液化指数与液化等级的对等关系,以实测资料多方论证新方法的合理性。提出的新方法,保持了中国模式的优势,可为实际工程应用和我国规范修订提供直接的技术支持。

关键词：砾性土液化指数评价超重型圆锥动力触探击数比理论液化指数宏观液化指数

基于区域特征细化感知学习的星载SAR图像有源压制干扰抑制方法

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雷达学报（中英文） 2024年第5期13卷 985-1003页

作者：聂林韦顺军李佳慧张浩师君王谋陈思远张鑫焱电子科技大学信息与通信工程学院成都611731 北京控制与电子技术研究所北京100038

星载合成孔径雷达(SAR)系统常受到强电磁干扰而导致成像质量下降,但现有基于图像域的干扰抑制方法易造成图像失真、纹理细节信息丢失等难题。针对上述问题,该文提出了一种基于区域特征细化感知学习的星载SAR图像有源压制干扰抑制方法。... 详细信息

星载合成孔径雷达(SAR)系统常受到强电磁干扰而导致成像质量下降,但现有基于图像域的干扰抑制方法易造成图像失真、纹理细节信息丢失等难题。针对上述问题,该文提出了一种基于区域特征细化感知学习的星载SAR图像有源压制干扰抑制方法。首先,建立了星载SAR图像域有源压制干扰信号和图像模型;其次,设计一种基于区域特征感知的高精度干扰识别网络,利用高效通道注意力机制,提取SAR图像有源压制干扰图样特征,可以有效识别SAR图像干扰区域;然后,构建一种基于SAR图像和压制干扰特征联合学习的多元区域特征细化干扰抑制网络,将SAR图像切分为多元区域,采用多模块协同处理多元区域上的压制干扰特征,实现复杂场景条件下SAR图像有源压制干扰的精细化抑制。最后,构建SAR图像有源压制干扰仿真数据集,且采用哨兵1号实测数据进行实验验证分析。实验结果表明所提方法能有效识别和抑制星载SAR图像多种典型有源压制干扰。

关键词：星载SAR图像深度学习干扰识别干扰抑制有源压制干扰

基于特征选择和iJaya-SVR的年度电力消费预测研究

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控制与决策 2024年第3期39卷 1039-1047页

作者：高锋邵雪焱北京大学工学院北京100871 中国科学院科技战略咨询研究院北京100190

准确的电力消费预测对能源规划和政策制定具有重要意义.鉴于已有研究忽略了特征冗余以及智能优化算法控制参数不确定对预测精度的影响,引入最大相关最小冗余(MRMR)算法筛选电力消费的关键影响因素作为预测指标,提出改进的Jaya算法(iJaya... 详细信息

准确的电力消费预测对能源规划和政策制定具有重要意义.鉴于已有研究忽略了特征冗余以及智能优化算法控制参数不确定对预测精度的影响,引入最大相关最小冗余(MRMR)算法筛选电力消费的关键影响因素作为预测指标,提出改进的Jaya算法(iJaya)用于优化支持向量回归(SVR)的超参数,进而构建MRMR-iJaya-SVR预测模型.以我国的年度电力消费数据为例,对MRMR-iJaya-SVR模型的预测效果进行验证,并利用北京市的年度电力消费数据测试其鲁棒性.结果表明:iJaya算法具有较强的全局搜索能力和较好的稳定性, MRMR-iJayaSVR模型在单步预测和多步预测中的表现均优于基准模型.此外,对于不同的数据集, MRMR-iJaya-SVR模型均具有良好的鲁棒性.

关键词：特征选择改进的Jaya算法最大相关最小冗余支持向量回归混合预测模型电力消费预测

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海洋奇妙旅行:认识海洋生物的五个惊喜之处

科学之友 2024年第4期 124-125页

作者：汤远昆山市花桥黄墅江幼儿园

“地球是宇宙中唯一一艘装满了生物的大船,人类是船上的乘客,而海洋则是这艘大船的船头”。在地球诞生以来的漫长岁月中,在人类探索宇宙的进程中,海洋一直扮演着十分重要的角色。海洋中生活着无数种神奇的生物,它们是如何适应海洋环境的... 详细信息

“地球是宇宙中唯一一艘装满了生物的大船,人类是船上的乘客,而海洋则是这艘大船的船头”。在地球诞生以来的漫长岁月中,在人类探索宇宙的进程中,海洋一直扮演着十分重要的角色。海洋中生活着无数种神奇的生物,它们是如何适应海洋环境的呢?接下来,让我们一起揭开海洋中奇妙生物的神秘面纱吧!海洋生物是地球生命的百科全书。我们在观察大自然的过程中发现许多海洋资源,如海鸟、海洋森林等。

关键词：地球生命海洋资源海洋环境海洋生物百科全书探索宇宙

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新型SSRMS构型可重构空间机械臂的运动学奇异性分析

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机械工程学报 2024年第5期60卷 19-35页

作者：赵智远杨晓航徐梓淳李云涛汤家文赵京东哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所绵阳621999

大型化、多样化和高精度化的在轨建造任务日趋增多,对舱外作业空间机械臂的能力提出了新的需求。传统SSRMS构型空间机械臂虽然被广泛地应用于在轨服务,但是其具有针对于特定任务设计的结构特点,限制了单个机械臂执行不同种类任务的能力... 详细信息

大型化、多样化和高精度化的在轨建造任务日趋增多,对舱外作业空间机械臂的能力提出了新的需求。传统SSRMS构型空间机械臂虽然被广泛地应用于在轨服务,但是其具有针对于特定任务设计的结构特点,限制了单个机械臂执行不同种类任务的能力,难以适应未来在轨任务复杂化发展的应用需求。为此,提出了一种新型的具有两个被动式伸缩臂杆的SSRMS构型可重构空间机械臂,并对其运动学奇异性进行了深入分析。首先,通过介绍新型机械臂的结构特点及可重构原理,总结了此类机械臂的工作性能优点,证明了其具备在未来的复杂在轨任务中扮演重要角色的潜力。然后,建立了新型机械臂分别在自由空间操作和重构操作时的微分运动学方程,通过对微分逆运动学方程的分析确定出了包含运动学奇异条件的雅可比矩阵。接着,提出了一种简单可靠的运动学奇异性分析方法,在雅可比矩阵中求解得到了新型机械臂的全部运动学奇异条件。最后,以新型机械臂为例进行了实验验证,结果表明:奇异条件不仅能够正确的确定出新型机械臂的奇异位形,而且在机械臂执行操作任务时可作为先验条件指导机械臂的避奇异运动控制,为操作任务的可靠执行提供了有力保障。

关键词：空间机械臂可重构机械臂被动式伸缩臂杆微分运动学奇异性分析

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总校制乡村学生数学表达能力探究

文理导航 2024年第5期 31-33页

作者：汤远亮福建省将乐县实验小学福建三明353300

新课程标准要求学生会用数学的语言表达现实世界,形成数学的表达与交流能力。而乡村小学生数学语言表达能力十分欠缺,恰逢总校制办学改革,城区师资支援乡村薄弱校,本文主要探索了在总校制办学改革背景下培养乡村小学生数学语言表达能力... 详细信息

新课程标准要求学生会用数学的语言表达现实世界,形成数学的表达与交流能力。而乡村小学生数学语言表达能力十分欠缺,恰逢总校制办学改革,城区师资支援乡村薄弱校,本文主要探索了在总校制办学改革背景下培养乡村小学生数学语言表达能力的一些途径,希望可以给教师们提供一些参考。

关键词：总校制乡村小学生数学语言表达能力