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无人机集群分布式跟踪抗扰控制设计与实验验证

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吉林大学学报（工学版） 2024年第7期54卷 2093-2103页

作者：鲜斌王印鑫王岭天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 天津航海仪器研究所天津300451

研究了存在外界未知扰动下分布式无人机集群轨迹跟踪问题,设计了一种新的无人机集群非线性鲁棒轨迹跟踪策略。首先,基于切向坐标系构造了无人机编队模型,并设计了协同控制律;其次,针对轨迹跟踪问题设计了一种基于误差符号函数积分(RISE... 详细信息

研究了存在外界未知扰动下分布式无人机集群轨迹跟踪问题,设计了一种新的无人机集群非线性鲁棒轨迹跟踪策略。首先,基于切向坐标系构造了无人机编队模型,并设计了协同控制律;其次,针对轨迹跟踪问题设计了一种基于误差符号函数积分(RISE)的鲁棒控制算法,用于补偿未知外界扰动的影响,提高了无人机编队系统的鲁棒性;然后,基于Lyapunov分析的方法,证明了无人机编队系统协同误差全局渐近收敛,以及位置跟踪误差半全局渐近收敛;最后,在四旋翼无人机编队实验平台上进行了无风扰和有风扰条件下无人机集群轨迹跟踪实验,并与常规滑模控制算法进行了性能对比实验。实验结果表明,所设计的控制律可以实现多无人机的协同轨迹跟踪,且具有较强的抗外界干扰能力。

关键词：控制科学与工程无人机集群分布式跟踪控制协同控制抗扰控制实验验证

基于改进时间卷积网络的微电网超短期负荷预测

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太阳能学报 2024年第6期45卷 255-263页

作者：王印松吕率豪华北电力大学自动化系保定071003

为了提高微电网中用电负荷超短期预测的准确性,对时间卷积网络进行特征增强和注意力增强改进,将时间卷积网络中的一维因果膨胀卷积替换为二维卷积,同时利用时间模式注意力机制对时间卷积网络的隐藏层加权处理,提取负荷的多维特征,挖掘... 详细信息

为了提高微电网中用电负荷超短期预测的准确性,对时间卷积网络进行特征增强和注意力增强改进,将时间卷积网络中的一维因果膨胀卷积替换为二维卷积,同时利用时间模式注意力机制对时间卷积网络的隐藏层加权处理,提取负荷的多维特征,挖掘序列中存在的潜藏联系。根据改进的方法建立预测模型并进行对比实验以验证方法的有效性,能够对用电负荷的不确定性进行有效的处理,拓宽特征向量的维度,有效捕捉负荷序列中与时间有关的特征,提高用电负荷的预测精度。

关键词：负荷预测微电网卷积神经网络特征增强时间模式注意力机制

面向纵向治理平衡：国家治理体制中的一体两面——基于领导包联制的分析

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政治学研究 2024年第5期 137-154+168页

作者：郝本良王印红中国海洋大学国际事务与公共管理学院

国家治理体制是一个动态平衡体。如何调适压力型体制可能引致的纵向失衡问题是保持大国治理稳定性的关键。本文以领导包联制为例，尝试与压力型体制理论展开对话，讨论国家治理体制的纵向平衡。首先，本文从典型案例入手论证了领导包联... 详细信息

国家治理体制是一个动态平衡体。如何调适压力型体制可能引致的纵向失衡问题是保持大国治理稳定性的关键。本文以领导包联制为例，尝试与压力型体制理论展开对话，讨论国家治理体制的纵向平衡。首先，本文从典型案例入手论证了领导包联制“逆向发包”的制度逻辑，领导包联制作为“上级领导下沉赋能基层治理”的调适制度，一定程度上疏解了基层治理压力。其次，本文拓展了对于压力型体制刚性化的传统认识，认为领导包联制与压力型体制下的行政发包制和行政包干制相互补充，兼顾了国家治理的有效性与基层压力的可控性，避免了压力闭锁在基层可能产生的不稳定问题，调和了国家治理体制中施加压力的刚性体制与疏解压力的弹性制度之间的平衡，保障了基层治理的有效性与稳定性。最后，基于现有研究与领导包联制的治理经验，本文试图构建整合性的国家治理体制纵向平衡分析框架，提出压力调适下面向国家治理纵向平衡的上下互动增能体制，以期发展和完善现有理论的闭环链条，深化对系统性、多维度视角下国家治理逻辑的认识，为国家治理体系现代化建设提供理论支撑。

关键词：领导包联制行政发包制行政包干制压力型体制国家治理纵向平衡

基于顾客等待厌恶的可插队服务系统的定价策略研究

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系统工程理论与实践 2024年第7期44卷 2339-2351页

作者：张怡通徐秀丽燕山大学经济管理学院秦皇岛066004 燕山大学理学院秦皇岛066004

为限制顾客的插队行为,许多服务商考虑为顾客设置插队费用和入场费用,该措施能有效规范顾客的排队秩序,使得服务系统的运营机制高效有序.本文基于可插队排队系统,通过设置等待厌恶心理参数来反映普通顾客排队等待时的心理负效用,探讨策... 详细信息

为限制顾客的插队行为,许多服务商考虑为顾客设置插队费用和入场费用,该措施能有效规范顾客的排队秩序,使得服务系统的运营机制高效有序.本文基于可插队排队系统,通过设置等待厌恶心理参数来反映普通顾客排队等待时的心理负效用,探讨策略性消费者平均等待时间的纵向差异化和有限理性行为规律.数值实验表明并不是插队概率越高社会收益越大,合理的服务定价决策可以减少顾客的插队乱象从而实现社会利益最大化.厘清消费者的插队行为、服务商的定价策略和顾客插队行为下收益增量之间的交互作用机制,不仅为可插队排队系统的定价费用研究提供管理学启示,更重要的是帮助企业和社会消除消费者排队等待时产生的心理不公平感知,提高整体服务效率,确保社会经济可持续发展.

关键词：插队行为等待时间均衡行为等待厌恶定价策略

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基于多指标动态优先级的无人机协同路径规划

航空学报 2024年第4期45卷 256-269页

作者：王祝张梦通张振鹏徐广通华北电力大学(保定)自动化系保定071003 浙江大学湖州研究院湖州313002

针对复杂城市环境下多无人机(UAVS)协同巡检、配送等任务,提出一种基于多指标动态优先级的协同路径规划方法,以节省运行成本和增加任务效率。综合考虑碰撞风险、总路程、等待时间等指标构建动态优先级模型,并在优先级单边避碰机制下,定... 详细信息

针对复杂城市环境下多无人机(UAVS)协同巡检、配送等任务,提出一种基于多指标动态优先级的协同路径规划方法,以节省运行成本和增加任务效率。综合考虑碰撞风险、总路程、等待时间等指标构建动态优先级模型,并在优先级单边避碰机制下,定制组合规避策略以处理局部冲突,更好地权衡协同规划效率和路径质量。针对无人机个体路径规划,在Lazy Theta*算法基础上引入拥堵权值地图,引导无人机避开拥堵区域,降低冲突发生可能性。对比仿真试验表明:提出的个体规划算法可以减少拥堵区域和降低拥堵持续时间,提出的多指标动态优先级协同规划算法相比于飞行时间驱动的动态优先级,能够提高规划效率和结果最优性。

关键词：多无人机系统协同路径规划多指标动态优先级 Lazy Theta*算法拥堵权值地图组合规避策略

考虑执行器劣化的时滞系统无模型自适应积分滑模控制

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控制工程 2024年

作者：王印松湛伟康华北电力大学自动化系保定市综合能源系统状态检测与优化调控重点实验室河北省发电过程仿真与优化控制技术创新中心

为使工业系统中时滞系统的执行器发生劣化后仍能保持期望的性能，实现自适应控制。提出一种考虑执行器劣化的时滞系统无模型自适应离散积分滑模控制器（model-free adaptive discrete integral sliding mode control， MFA-DISMC）。首... 详细信息

为使工业系统中时滞系统的执行器发生劣化后仍能保持期望的性能，实现自适应控制。提出一种考虑执行器劣化的时滞系统无模型自适应离散积分滑模控制器（model-free adaptive discrete integral sliding mode control， MFA-DISMC）。首先，利用控制系统的输入输出数据分析执行器劣化特性，设计劣化执行器控制量uf（k），建立含有执行器故障项和输入时滞的系统动态线性化模型；其次，结合积分滑模方法对无模型自适应控制进行改进，建立了MFA-DISMC算法模型，进而设计自适应控制器；最后，通过DAMADICS气动执行器仿真平台建立非线性系统模型和温度过程控制系统模型进行实验分析。实验结果表明，算法能够使执行器劣化下的控制系统达到输出目标，且有效跟踪期望值，证明所述方法的可行性。

关键词：劣化执行器非线性系统无模型自适应控制滑模控制

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基于统计域指数的压力类传感器故障检测方法

中国测试 2024年

作者：王印松邵敬雅华北电力大学自动化系保定市综合能源系统状态检测与优化调控重点实验室河北省发电过程仿真与优化控制技术创新中心

针对工业过程中因老化及环境干扰出现的压力类传感器故障问题，提出了一种基于统计域指数的传感器故障检测方法。该方法首先采用长短期记忆（LSTM）神经网络构建了预测传感器正常状态下输出的时序模型，由此生成模型预测值和实际测量值... 详细信息

针对工业过程中因老化及环境干扰出现的压力类传感器故障问题，提出了一种基于统计域指数的传感器故障检测方法。该方法首先采用长短期记忆（LSTM）神经网络构建了预测传感器正常状态下输出的时序模型，由此生成模型预测值和实际测量值的残差信号；然后，通过计算残差信号的移动平均指数（MAI）、移动均方根指数（MRI）、移动方差指数（MVI）和移动能量指数（MEI），并结合四分位距（IQR）方法设计阈值，进行传感器故障检测；最后，利用某320MW燃煤机组引风机出口烟气压力传感器的历史运行数据进行实验验证，并与传统的残差分析法进行了对比，结果表明，该方法在准确率、精确率、召回率和F值方面分别提升了11.88%、3.16%、22.15%和14.06%，在压力传感器故障检测方面具备显著优势。

关键词：故障检测统计域指数压力传感器残差分析神经网络

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模块化FTIR测定FCV用氢气痕量杂质

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 853-858页

作者：袁蕙刘丹徐广通中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083

设计构建了用于质子交换膜燃料电池汽车(FCV)氢气痕量杂质的模块化FTIR分析表征平台,开发了适用于氢气痕量杂质的分析方法,无需处理一次进样,能够同时快速测定HCOOH、CO、CO_(2)、NH_(3)、H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、HCH... 详细信息

设计构建了用于质子交换膜燃料电池汽车(FCV)氢气痕量杂质的模块化FTIR分析表征平台,开发了适用于氢气痕量杂质的分析方法,无需处理一次进样,能够同时快速测定HCOOH、CO、CO_(2)、NH_(3)、H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、HCHO等多种痕量级别杂质。考察了各含氢杂质分析的影响因素,精选了杂质物种定性区域,优化了定量方法,提出了实用性强的定量检出限,在降低了背景气和空白气纯度的要求也能确保限值浓度准确测定。九种杂质的计算方法检出限达到ASTM D7653-18参考值,其定量限也均低于ISO 14687:2019相应的限值,定量线性范围约2个数量级,相关系数均大于0.999,准确度和精密度均不高于10%,通过ISO 21087:2019规定的方法适用性验证规则,满足ISO 14687:19相应的质控标准。根据不同场景需求,样品模块、气体净化控制模块、配气模块、红外分析模块和尾气处理模块可以有机结合并具有良好的实用性和扩展性,尾气处理后氢气浓度可降至100μmol·mol^(-1)以下排放,满足安全绿色环保的要求。与实验室其他参考方法测定值有较好的一致性,并已在FCV氢气工业生产样品质量检测中得到应用,它将从实验室离线方法逐步发展成为适用于工业不同场景的在线方法,这对燃料级氢气品质体系的建立、纯化技术的推广应用及燃料电池催化剂新材料开发均具有意义。

关键词：傅里叶变换红外光谱氢气痕量杂质

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改进转动惯量自适应控制的虚拟同步发电机

中国测试 2024年

作者：王印松金涛翁疆华北电力大学自动化系中国华电集团有限公司福建分公司

虚拟同步发电机(Virtual synchronous generator，VSG)并网逆变器控制策略可有效地改善新能源并网的运行稳定问题，参数自适应的虚拟同步机使系统能更好地应对功率冲击。提出了一种基于角速度及其变化率的转动惯量参数自适应控制方式，... 详细信息

虚拟同步发电机(Virtual synchronous generator，VSG)并网逆变器控制策略可有效地改善新能源并网的运行稳定问题，参数自适应的虚拟同步机使系统能更好地应对功率冲击。提出了一种基于角速度及其变化率的转动惯量参数自适应控制方式，解决了调节过程中转动惯量增幅和变化速率难以控制的问题，改善了VSG控制在面对系统功率突变工况时转动惯量过度调节和低偏差不调节现象。完成控制回路的设计并进行系统的验证测试。结果表明：系统功率突变时调节时间较传统VSG控制方式由0.26s减小至0.22s，可消除自适应控制过程的尖刺现象，优化调节过程。该方法提高系统动态响应能力，验证控制策略的有效性。

关键词：虚拟同步发电机逆变器自适应控制转动惯量