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分数阶扩散系统子区域能控性研究的现状与发展

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控制理论与应用 2023年第8期40卷 1357-1364页

作者：葛富东陈阳泉寇春海中国地质大学(武汉)计算机学院湖北武汉430074 加州大学默塞德分校机械工程学院(MESA实验室) 美国加州95343 东华大学数学与统计系上海201620

近年来,随着分数阶微积分理论研究的不断深入,分数阶扩散系统因更有效描述自然界和工程中的反常扩散现象而引起了学者们的广泛关注,并取得了较为丰硕的研究成果.然而,据作者所知,目前鲜有文献总结分数阶扩散系统子区域能控性研究的相关... 详细信息

近年来,随着分数阶微积分理论研究的不断深入,分数阶扩散系统因更有效描述自然界和工程中的反常扩散现象而引起了学者们的广泛关注,并取得了较为丰硕的研究成果.然而,据作者所知,目前鲜有文献总结分数阶扩散系统子区域能控性研究的相关内容.因此,本文首先详细综述分数阶扩散系统能控性、子区域能控性的研究进展,并予以分析;然后给出仍需解决的问题和可能的研究机遇.

关键词：分数阶扩散系统反常扩散过程能控性子区域能控性

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基于健康管理的多机器人覆盖控制

传感技术学报 2022年第7期35卷 902-912页

作者：曹凯陈阳泉高嵩党海鑫张嘉豪西安工业大学机电工程学院陕西西安710021 西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710021 加州大学默塞德分校工程学院美国加州95343

装备了传感器的多机器人系统可以在各种场景中完成覆盖搜索任务,例如污染源监测和控制。而传统基于CVT的覆盖控制算法未曾考虑到环境对机器人健康的影响,以及不同健康机器人对覆盖成本的影响。针对上述问题,提出了一种基于健康优化管理... 详细信息

装备了传感器的多机器人系统可以在各种场景中完成覆盖搜索任务,例如污染源监测和控制。而传统基于CVT的覆盖控制算法未曾考虑到环境对机器人健康的影响,以及不同健康机器人对覆盖成本的影响。针对上述问题,提出了一种基于健康优化管理的多机器人覆盖控制算法。首先引入多机器人健康优化管理办法,将机器人的健康退化纳入位置优化问题,最大程度地减少机器人的健康损耗,并尽可能地延长不健康机器人的工作寿命;其次引入基于加权维诺的分布式覆盖控制方法,为多机器人提供最优配置的同时最小化代价函数;目标是当机器人执行任务的能力随时间变化时,执行覆盖任务,提供最优配置。最终通过数值仿真和实验验证了所提算法的有效性。

关键词：加权维诺多机器人覆盖控制健康优化管理传感器

迭代学习神经网络控制在机器人示教学习中的应用(英文)

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控制理论与应用 2004年第3期21卷 447-452页

作者：蒋平李自育陈阳泉同济大学信息与控制工程系上海200092 尤他州立大学电气与计算机工程系自组织与智能系统中心美国尤他州843224160

示教学习是机器人运动技能获取的一种高效手段.当采用摄像机作为示教轨迹记录部件时,示教学习涉及如何通过反复尝试获得未知机器人摄像机模型问题.本文力图针对非线性系统重复作业中的可重复不确定性学习,提出一个迭代学习神经网络控制... 详细信息

示教学习是机器人运动技能获取的一种高效手段.当采用摄像机作为示教轨迹记录部件时,示教学习涉及如何通过反复尝试获得未知机器人摄像机模型问题.本文力图针对非线性系统重复作业中的可重复不确定性学习,提出一个迭代学习神经网络控制方案,该控制器将保证系统最大跟踪误差维持在神经网络有效近似域内.为此提出了一个适合于重复作业应用的分布式神经网络结构.该神经网络由沿期望轨线分布的一系列局部神经网络构成,每一局部神经网络对对应期望轨迹点邻域进行近似并通过重复作业完成网络训练.由于所设计的局部神经网络相互独立,因此一个全程轨迹可以通过分段训练完成,由起始段到结束段,逐段实现期望轨迹的准确跟踪.该方法在具有未知机器人摄像机模型的轨迹示教模仿中得到验证,显示了它是一种高效的训练方法,同时具有一致的误差限界能力.

关键词：迭代学习控制神经网络控制视觉伺服模仿学习

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多方向自适应步长的信息熵污染源定位方法

科学技术与工程 2023年第9期23卷 3804-3811页

作者：郎杉杉陈阳泉曹凯高嵩西安工业大学电子信息工程学院西安710016 加州大学默塞德分校工程学院默塞德CA95343

基于信息熵的源定位方法能够实现气体源定位,在污染源监测等场景中有广泛的应用。然而,目前该算法的研究对运动集的方向和步长大小缺少相关分析。为提高源定位效率,首先,对该算法的运动集进行扩充,为机器人提供更多行走的方向,有效地缩... 详细信息

基于信息熵的源定位方法能够实现气体源定位,在污染源监测等场景中有广泛的应用。然而,目前该算法的研究对运动集的方向和步长大小缺少相关分析。为提高源定位效率,首先,对该算法的运动集进行扩充,为机器人提供更多行走的方向,有效地缩短路径;其次,在此基础上加入自适应步长的机制,使机器人根据搜索过程约束自己的步长,节约时间,从而提高源定位的性能;最后,通过在有无障碍物的两种场景进行仿真。结果表明该方法可以有效提高源定位效率。

关键词：污染源信息熵源定位多方向自适应步长

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非线性时滞系统的高阶迭代学习控制

自动化学报 1994年第3期20卷 360-365页

作者：孙明轩陈阳泉黄宝健西安工业学院

针对非线性时滞系统，讨论了输出跟踪控制的高阶迭代学习算法，并给出了算法的收敛性一证明．当由于重复定位等原因造成初态偏差时，提出一种反复学习方案，完成初态和轨迹跟踪，它对初态偏差有较强的鲁棒性．仿真结果表明了该算法的有... 详细信息

针对非线性时滞系统，讨论了输出跟踪控制的高阶迭代学习算法，并给出了算法的收敛性一证明．当由于重复定位等原因造成初态偏差时，提出一种反复学习方案，完成初态和轨迹跟踪，它对初态偏差有较强的鲁棒性．仿真结果表明了该算法的有效性．

关键词：时滞系统非线性学习系统

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基于改进信息趋向方法的源搜索研究

国外电子测量技术 2023年第11期42卷 74-79页

作者：杨帆曹凯孙博高嵩丁羽菲陈阳泉西安工业大学电子信息工程学院西安710021 西安工业大学机电工程学院西安710021 加州大学默塞德分校工程学院默塞德CA 95343

信息趋向策略能够以稳健的方式实现对稀疏扩散源的搜索,但在搜索时间方面是次优的。为引导机器人更快速地找到源,提出了一种基于距离度量的信息趋向两步预测方法。首先引入一个距离参数,量化机器人与估计源之间的距离,弥补香农熵在方向... 详细信息

信息趋向策略能够以稳健的方式实现对稀疏扩散源的搜索,但在搜索时间方面是次优的。为引导机器人更快速地找到源,提出了一种基于距离度量的信息趋向两步预测方法。首先引入一个距离参数,量化机器人与估计源之间的距离,弥补香农熵在方向上的信息缺失;其次将信息趋向策略预测的一步信息增益扩展到两步;最后将该方法扩展到多机器人的源搜索中。仿真结果表明,所提方法在保证搜索准确性的前提下能够将搜索平均步数减少8%~15%,且搜索性能更加稳定,表明方法的有效性。

关键词：信息趋向距离度量机器人源搜索两步预测

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面向多智能体协作的环境探索与覆盖算法

国外电子测量技术 2023年第8期42卷 80-86页

作者：魏云博陈阳泉曹凯高嵩刘伟超西安工业大学电子信息工程学院西安710016 加州大学默塞德分校工程学院默塞德CA95343

针对未知环境下的多智能体覆盖探索问题,提出一种基于稀疏高斯过程回归的环境探索与覆盖方法。该方法利用多智能体在任务区域中的移动探索获取环境信息,并以稀疏高斯过程回归方法构建未知环境的密度函数模型,作为质心维诺划分算法的输... 详细信息

针对未知环境下的多智能体覆盖探索问题,提出一种基于稀疏高斯过程回归的环境探索与覆盖方法。该方法利用多智能体在任务区域中的移动探索获取环境信息,并以稀疏高斯过程回归方法构建未知环境的密度函数模型,作为质心维诺划分算法的输入。同时,考虑智能体实际尺寸和定位误差的影响,以引入缓冲因子的质心维诺划分算法为智能体规划任务区域,最终实现自主在线决策和最优覆盖。通过仿真实验证明,相较于传统高斯过程回归在线覆盖算法,所提算法能够保证多智能体编队的安全性,其单次迭代时间仅为3.92 s,且预测模型的最终误差仅增加1.3%,反映出模型改进的有效性。

关键词：多智能体稀疏高斯过程回归质心维诺划分缓冲因子

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分数阶迭代学习控制的收敛性分析(英文)

控制理论与应用 2012年第8期29卷 1031-1037页

作者：李岩陈阳泉安孝晟山东大学控制科学与工程学院山东济南250061 加州大学默塞德分校工程学院美国加州默塞德95343 光州科学技术院机械电子学系韩国北区光州废域市500-712

本文将传统的迭代学习控制时域和频域分析方法扩展到一类针对分数阶非线性系统的分数阶迭代学习控制时域分析方法.提出了一类新的分数阶迭代学习控制框架并简化了收敛条件,且证明了常增益情况下两类分数阶迭代学习控制收敛条件的等价性... 详细信息

本文将传统的迭代学习控制时域和频域分析方法扩展到一类针对分数阶非线性系统的分数阶迭代学习控制时域分析方法.提出了一类新的分数阶迭代学习控制框架并简化了收敛条件,且证明了常增益情况下两类分数阶迭代学习控制收敛条件的等价性问题.该讨论进一步引出了如下两个结果:分数阶不确定系统的分数阶自适应迭代学习控制的可学习区域以及理想带阻型分数阶迭代学习控制的框架.上述结果均得到了仿真验证.

关键词：迭代学习控制分数阶微积分非线性系统收敛性自适应

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非线性靶板数据处理

系统工程与电子技术 1991年第3期13卷 53-58页

作者：陈阳泉西安工业学院

本文从简化六自由度弹道计算模型出发,直接以各气动系数作为拟合参数,对靶板试验数据进行处理,可以辨识出那些对角运动贡献较大的气动系数。文中介绍了一种带一次梯度收敛保护的拟Newton—Raphson迭代方法,提出了辨识灵敏度的概念。被... 详细信息

本文从简化六自由度弹道计算模型出发,直接以各气动系数作为拟合参数,对靶板试验数据进行处理,可以辨识出那些对角运动贡献较大的气动系数。文中介绍了一种带一次梯度收敛保护的拟Newton—Raphson迭代方法,提出了辨识灵敏度的概念。被拟合系数组合灵活,可充分利用靶板试验所提供的信息。与SRC的同类产品相比,本文完成的软件NYC收敛精度高,而且应用上有更多的优越性。由于靶板试验所需代价低廉,本文的工作具有较大的应用价值。

关键词：数据处理非线性靶板气动力系数