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基于滤波控制障碍函数的严格反馈系统安全控制

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自动化学报 2024年

作者：陈仲秋刘勇华苏春翌广东工业大学自动化学院粤港智能决策与控制联合实验室广东省智能决策与协同控制重点实验室

针对一类严格反馈系统的安全控制问题,提出了一种基于滤波控制障碍函数(Filtered control barrier functions,FCBF)的优化控制方法.首先引入一阶低通滤波器,构建滤波控制障碍函数.然后结合控制李雅普诺夫函数(Control Lyapunov function... 详细信息

针对一类严格反馈系统的安全控制问题,提出了一种基于滤波控制障碍函数(Filtered control barrier functions,FCBF)的优化控制方法.首先引入一阶低通滤波器,构建滤波控制障碍函数.然后结合控制李雅普诺夫函数(Control Lyapunov functions, CLF)及离线优化技术,提出了一种新颖的安全反推控制算法.相比于现有文献,本文所提控制方案通过运用滤波控制障碍函数,有效克服了安全反推过程中的“计算膨胀”问题.仿真结果验证了文中控制算法的有效性与正确性.

关键词：非线性系统安全控制控制障碍函数低通滤波器反推设计

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古诗阅读(五)

中学生阅读(高中版)(下半月) 2024年第6期 36-37页

作者：蔡晖夏琳

一、阅读下面这首宋词,完成后面题目。点绛唇·长安中作1元好问沙际春归,绿窗2犹唱留春住。问春何处,花落莺无语。渺渺吟怀,漠漠烟中树,西楼暮,一帘疏雨,梦里寻春去。[注]（1）这首词作于元好问十九岁,在长安准备秋试时。（2）绿窗:歌...

一、阅读下面这首宋词,完成后面题目。点绛唇·长安中作1元好问沙际春归,绿窗2犹唱留春住。问春何处,花落莺无语。渺渺吟怀,漠漠烟中树,西楼暮,一帘疏雨,梦里寻春去。[注]（1）这首词作于元好问十九岁,在长安准备秋试时。（2）绿窗:歌女所居之室。

关键词：

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表征车辆实际行驶排放的行程动力学因子构造

中国公路学报 2024年第2期37卷 315-324页

作者：张力付明明李阳常虹王锐杨智焜重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122

为使法规认证的车辆排放更真实地反映车辆在实际使用条件下的排放水平,实际行驶排放(RDE)试验程序被确立并广泛使用。然而,RDE试验易受到驾驶人操作行为、交通状况、道路坡度等不确定性因素的影响,行程动力学试验边界对RDE试验结果的影... 详细信息

为使法规认证的车辆排放更真实地反映车辆在实际使用条件下的排放水平,实际行驶排放(RDE)试验程序被确立并广泛使用。然而,RDE试验易受到驾驶人操作行为、交通状况、道路坡度等不确定性因素的影响,行程动力学试验边界对RDE试验结果的影响特别敏感。为有效表征与车辆实际行驶排放特性相关联的行程动力学特性,提取了描述车辆行驶状态的瞬时参数,包括整车速度、加速度、发动机转速、转矩、功率变化率、整车比功率,采用因子分析法从变量群中提取共性因子,并通过共性因子的线性组合构造出行程动力学因子。为验证行程动力学因子的有效性,设计试验车辆在保守驾驶、中性驾驶和激进驾驶风格下进行RDE试验,利用移动平均窗口法将保守、中性和激进驾驶风格下RDE试验的瞬时数据划分为数据窗口;并将这些数据窗口的排放数据视为路段排放数据样本进行动力学因子的计算、相关性分析和一致性检验。研究结果表明:行程动力学因子可以通过构成因子的方差百分占比反映出RDE试验驾驶风格的差异;在各种不同驾驶风格情况下,行程动力学因子与污染物排放均良好相关,且两者之间的函数关系不随驾驶风格的差异而发生改变;行程动力学因子被证实是与车辆行驶排放所关联的行程动力学特性的准确度量。

关键词：汽车工程实际行驶排放因子分析行程动力学驾驶风格排放法规

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基于编码矩阵估计的极化码参数盲识别算法

系统工程与电子技术 2024年第9期46卷 3221-3230页

作者：张天骐杨宗方邹涵马焜然重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对当前极化码参数识别算法缺少对码字起点的识别以及识别信息位算法计算复杂的问题,提出一种基于编码矩阵估计的极化码参数盲识别算法。所提算法首先将截获的码字矩阵、相应码长下的克罗内克矩阵以及逆向重排矩阵相乘得到编码矩阵估计... 详细信息

针对当前极化码参数识别算法缺少对码字起点的识别以及识别信息位算法计算复杂的问题,提出一种基于编码矩阵估计的极化码参数盲识别算法。所提算法首先将截获的码字矩阵、相应码长下的克罗内克矩阵以及逆向重排矩阵相乘得到编码矩阵估计,然后通过编码矩阵的分布特征识别出码长和码字起点,最后使用训练好的卷积神经网络对极化码信息位以及冻结位进行识别。实验结果表明,所提方法不仅完成了码字起点的识别,而且在未知码字起点的情况下完成了对码长的识别,且码长的识别准确率优于现有算法,误比特率在0.19时,参数为(32,12)的极化码码长识别率仍然可以达到90%以上。

关键词：极化码参数盲识别编码估计矩阵神经网络

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基于压缩感知的AT温度场重建算法

计量学报 2024年第5期45卷 671-677页

作者：魏元焜颜华周英钢沈阳工业大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110870

为提高声学层析成像(AT)的温度场重建能力,提出了基于压缩感知(CS)的AT温度场重建算法(CS-AT算法)。算法利用信号稀疏性,减少待求数据量,降低逆问题求解难度。首先选择适当字典,构建基于CS的AT温度场重建正逆问题框架;然后以正交匹配追... 详细信息

为提高声学层析成像(AT)的温度场重建能力,提出了基于压缩感知(CS)的AT温度场重建算法(CS-AT算法)。算法利用信号稀疏性,减少待求数据量,降低逆问题求解难度。首先选择适当字典,构建基于CS的AT温度场重建正逆问题框架;然后以正交匹配追踪(OMP)算法进行CS重构,得到温度场重建待求量在稀疏域的解;最后将其变换回原始域,通过三次样条插值得到37×37像素的细致温度分布。通过数值仿真,分别以经典的最小二乘法(LSM)和CS-AT算法在有噪声和无噪声条件下重建了均温、单峰、双峰和四峰模型温度场;在自主研发的实验系统上重建了均温、单峰和双峰实际温度场。仿真和实验表明:CS-AT算法可有效降低温度场重建误差;四峰温度场下,CS-AT算法的最高重建误差最低,仅为LSM的25.5%。

关键词：温度测量声学层析成像温度场重建压缩感知正交匹配追踪

平衡大气边界层理论在复杂地形风场模拟中的应用

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太阳能学报 2024年第1期45卷 315-325页

作者：马国林田琳琳宋翌蕾赵宁南京航空航天大学江苏省风力机设计高技术研究重点实验室南京210016

针对大气边界层数值模拟时入口湍动能及耗散率在下游持续衰减的问题,基于标准k-ε模型及其改进模型研究不同湍流黏性更新方法对平衡大气边界层自保持性的影响,然后采用平衡大气边界层自保持性方法结合建筑绕流影响区(BIA)问题解决方法对... 详细信息

针对大气边界层数值模拟时入口湍动能及耗散率在下游持续衰减的问题,基于标准k-ε模型及其改进模型研究不同湍流黏性更新方法对平衡大气边界层自保持性的影响,然后采用平衡大气边界层自保持性方法结合建筑绕流影响区(BIA)问题解决方法对Askervein山绕流问题进行模拟研究,最后基于数值模拟结果,分析复杂地形绕流对风力机选址的影响。结果表明,选择合适的湍流黏性更新方法、粗糙度处理方法、湍动能和耗散率方程源项可使出口处的流动参数与入口处给定初值保持较高的一致性;BIA问题解决方法的引入可进一步提高复杂地形绕流模拟精度;风力机宜安装在山顶,避开湍流度较大的山体背风区,山后风力机的排布应结合山顶风力机尾流和山体影响区域综合考量。

关键词：大气边界层 k-ε湍流模型复杂地形数值模拟微观选址

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粉煤灰复合SBS改性沥青流变性能试验研究

公路交通科技 2024年第7期41卷 14-22页

作者：胡翌刚袁臻杨毅湖南省交通建设质量安全监督管理局湖南长沙410116 现代投资股份有限公司湖南长沙410004 湖南省怀芷高速公路建设开发有限公司湖南长沙410004

为了研究温度和老化作用对粉煤灰/SBS复合改性沥青流变性能的影响,制备了3种类型的改性沥青样品:粉煤灰改性沥青,SBS改性沥青和粉煤灰/SBS复合改性沥青。通过系统的室内试验,详细评估了不同温度条件和老化程度对不同改性沥青的流变性能... 详细信息

为了研究温度和老化作用对粉煤灰/SBS复合改性沥青流变性能的影响,制备了3种类型的改性沥青样品:粉煤灰改性沥青,SBS改性沥青和粉煤灰/SBS复合改性沥青。通过系统的室内试验,详细评估了不同温度条件和老化程度对不同改性沥青的流变性能和疲劳性能的影响。试验结果表明,沥青的复数模量随着加载频率的增加而显著增加。此外,未老化沥青和短期老化沥青在储能模量和损耗模量方面对温度的敏感性最低。然而,当沥青经过长期老化之后,10%粉煤灰改性沥青的性能更易受温度变化的影响。进一步分析显示,与基质沥青相比,10%粉煤灰/2%SBS复合改性沥青在不同温度条件下的疲劳寿命显著提高。在10,20,30℃条件下,疲劳寿命分别提高了60.14%,43.39%,48.93%。这些结果表明,粉煤灰/SBS复合改性沥青在低温条件下表现出优良的抗变形能力和抗疲劳性能。综合考虑,粉煤灰/SBS复合改性沥青不仅在提高沥青性能方面显示出显著优势,还在延长道路使用寿命和提高道路安全性方面具有重要潜力。其具有良好的低温抗变形能力、抗疲劳性能,在中国公路的建设与养护中有广泛的应用前景。

关键词：道路工程粉煤灰室内试验 SBS改性沥青流变性能疲劳性能

基于激光自混合干涉技术实现微小振动测量的研究

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光学技术 2024年第5期 613-618页

作者：梁焜王雨宁周健国防科技大学气象海洋学院国防科技大学前沿交叉学科学院

提出搭建新型激光自混合干涉系统，利用激光自混合干涉效应，选用窄线宽低噪声线偏振固体激光器作为光源，增加EOM电光调制晶体，引入电光正交调制解调算法。实验和理论分析表明，激光自混合干涉能够实现弱反馈下的振动测量，且新搭建... 详细信息

提出搭建新型激光自混合干涉系统，利用激光自混合干涉效应，选用窄线宽低噪声线偏振固体激光器作为光源，增加EOM电光调制晶体，引入电光正交调制解调算法。实验和理论分析表明，激光自混合干涉能够实现弱反馈下的振动测量，且新搭建的自混合系统结构简单，操作方便，易实现小型化；电光正交调制解调算法解决了反解卷的跃变点迁移问题，提高了信号处理速度和测量的实时性。因此电光调制解调的激光自混合干涉仪，能够克服靶镜对于干涉仪应用场景的限制，实现非合作表面微小振动的纳米级高精度的实时测量。

关键词：自混合激光非合作表面电光调制

人工智能时代机器人结直肠癌手术的现状及进展

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中华消化外科杂志 2024年第4期23卷 573-578页

作者：毛翌皓冯青阳许剑民复旦大学附属中山医院结直肠外科上海结直肠肿瘤微创工程技术研究中心复旦大学附属中山医院肿瘤防治中心上海200032

近年来机器人结直肠癌手术快速发展成熟,手术量快速增长,手术种类也不断丰富.越来越多的高级别循证医学证据显示:机器人结直肠癌手术,尤其是机器人直肠癌手术显著加速术后康复、降低并发症发生、提高术后生命质量且降低环周切缘阳性率,... 详细信息

近年来机器人结直肠癌手术快速发展成熟,手术量快速增长,手术种类也不断丰富.越来越多的高级别循证医学证据显示:机器人结直肠癌手术,尤其是机器人直肠癌手术显著加速术后康复、降低并发症发生、提高术后生命质量且降低环周切缘阳性率,进而提升肿瘤根治效果.近年来,随着医学人工智能(AI)技术的快速发展,AI增强手术、AI自主机器人手术等在机器人结直肠癌手术领域中也有早期探索与尝试.笔者针对机器人结直肠癌手术的发展历程、目前开展的现状,以及AI技术在机器人结直肠癌手术中的应用展开深入探讨.

关键词：结肠肿瘤直肠肿瘤机器人手术人工智能进展