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Sensor Fault Estimation and Fault-Tolerant Control for a Class of Takagi-Sugeno Markovian Jump Systems with Partially Unknown Transition Rates Based on the Reduced-Order Observer

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Journal of Systems Science & Complexity 2018年第6期31卷 1405-1422页

作者： LI Xiaohang lu dunke ZHANG Wei ZHU Fanglai School of Electronic and Electric Engineering Shanghai University of Engineering ScienceShanghai 201620China School of Electrical Engineering and Automation Henan Polytechnic UniversityJiaozuo 454010China School of Electronic and Electric Engineering Shanghai University of Engineering ScienceShanghai 201620China. Engineering Training Center Shanghai University of Engineering ScienceShanghai 201620China. College of Electronics and Information Engineering Tongji UniversityShanghai 200093China.

This paper addresses the problem on sensor fault estimation and fault-tolerant control for a class of Takagi-Sugeno Markovian jump systems,which are subjected to sensor faults and partially unknown transition ***,the original plant is extended to a descriptor system,where the original states and the sensor faults are assembled into the new state ***,a novel reduced- order observer is designed for the extended system to simultaneously estimate the immeasurable states and sensor ***,by using the estimated states obtained from the designed observer,a state- feedback fault-tolerant control strategy is developed to make the resulting closed-loop control system stochastically *** on linear matrix inequality technique,algorithms are presented to compute the observer gains and control *** effectiveness of the proposed observer and controller are validated by a numerical example and a compared study,respectively,and the simulation results reveal that the proposed method can successfully estimate the sensor faults and guarantee the stochastic stability of the resulting closed-loop system.

关键词： Fault-tolerant control Markovian jump system partially unknown transition rates reduced- order observer sensor fault estimation T-S fuzzy system

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马尔可夫跳变系统基于观测器的有限时间容错控制

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信息与控制 2020年第2期49卷 210-218页

作者：祝赛君鲁敦科李晓航上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620

针对具有一般不确定转移速率的单边Lipschitz Markovian跳变系统,设计了有限时间故障估计观测器和容错控制器.首先,提出一种自适应的有限时间故障估计观测器,它对未知输入具有鲁棒性,能够同时估计出系统的状态、执行器故障和传感器故障... 详细信息

针对具有一般不确定转移速率的单边Lipschitz Markovian跳变系统,设计了有限时间故障估计观测器和容错控制器.首先,提出一种自适应的有限时间故障估计观测器,它对未知输入具有鲁棒性,能够同时估计出系统的状态、执行器故障和传感器故障,并确保了误差系统的H_∞有限时间有界.然后,基于所估计的状态和执行器故障,提出一种有限时间故障容错控制方法确保闭环系统H_∞有限时间有界.通过线性矩阵不等式的形式,给出了所设计的有限时间观测器和控制器存在的充分条件.最后,通过一个仿真实例,验证了所提方法的有效性.

关键词：马尔可夫跳变系统一般不确定转移速率故障估计容错控制有限时间有界

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基于径向基函数分类器的断路器机械故障诊断

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高压电器 2021年第4期57卷 142-148,155页

作者：鲁敦科张新雨兰云生王小华西安交通大学电气学院西安710049 加西亚电子电器股份有限公司浙江温州325603

机械性能损坏是引起断路器故障的主导因素,因而针对断路器的机械故障诊断研究具有非常重要的理论价值与实际意义。为了实现对断路器机械故障的有效诊断,文中提出一种基于高斯径向基函数的识别分类算法。该算法将信号整个有效频段内的归... 详细信息

机械性能损坏是引起断路器故障的主导因素,因而针对断路器的机械故障诊断研究具有非常重要的理论价值与实际意义。为了实现对断路器机械故障的有效诊断,文中提出一种基于高斯径向基函数的识别分类算法。该算法将信号整个有效频段内的归一化能谱作为特征向量,其中每一个频率分量对应着一个特征维度,而且不再涉及时频域分割,所以无需考虑分割依据及合理性等问题,因此具有更强的适应性。另外,所构建的故障诊断系统具有参数修正优化功能,因此诊断准确率能够随着测试数据的不断增加而得到提高。最后通过实验研究验证了文中所提出断路器机械故障诊断算法的有效性。

关键词：断路器机械故障故障诊断径向基函数

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基于Dropout的改进卷积神经网络模型平均方法

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计算机应用 2019年第6期39卷 1601-1606页

作者：程俊华曾国辉鲁敦科黄勃上海工程技术大学电子电气工程学院

针对深度卷积神经网络(CNN)中的过拟合问题,提出一种基于Dropout改进CNN的模型预测平均方法。首先,训练阶段在池化层引入Dropout,使得池化层单元值具有稀疏性;然后,在测试阶段将训练时池化层Dropout选择单元值的概率与池化区域各单元值... 详细信息

针对深度卷积神经网络(CNN)中的过拟合问题,提出一种基于Dropout改进CNN的模型预测平均方法。首先,训练阶段在池化层引入Dropout,使得池化层单元值具有稀疏性;然后,在测试阶段将训练时池化层Dropout选择单元值的概率与池化区域各单元值所占概率相乘作为双重概率;最后,将提出的双重概率加权的模型平均方法应用于测试阶段,使得训练阶段池化层Dropout的稀疏效果能够更好地反映到测试阶段池化层上,从而使测试错误率达到与训练的较低错误率相近的结果。在给定大小的网络中所提方法在MNIST和CIFAR-10数据集上的测试错误率分别为0.31%和11.23%。实验结果表明:仅考虑池化层对结果的影响,所提方法与*** pooling和Stochastic Pooling方法相比具有更低的错误率,表明池化层Dropout使得模型更具泛化性,并且池化单元值对于模型泛化具有一定帮助,能够更有效避免过拟合。

关键词：深度学习卷积神经网络 Dropout正则化过拟合模型平均

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基于改进渐进最优的双向快速扩展随机树的移动机器人路径规划算法

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计算机应用 2019年第5期39卷 1312-1317页

作者：王坤曾国辉鲁敦科黄勃李晓斌上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620 上海应用技术大学电气与电子工程学院上海200235

针对带启发式的快速扩展随机树(RRT-Connect)算法路径生成的随机性以及渐进最优的双向快速扩展随机树(B-RRT~*)算法收敛速度的缓慢性,提出了一种基于B-RRT~*改进的高效路径规划算法(EB-RRT~*)。首先引入一种智能采样函数,使随机树的扩... 详细信息

针对带启发式的快速扩展随机树(RRT-Connect)算法路径生成的随机性以及渐进最优的双向快速扩展随机树(B-RRT~*)算法收敛速度的缓慢性,提出了一种基于B-RRT~*改进的高效路径规划算法(EB-RRT~*)。首先引入一种智能采样函数,使随机树的扩展更具方向性,从而减少寻路时间,并提高路径的平滑性;其次在B-RRT~*算法的基础上,在EB-RRT~*算法中加入了一种快速扩展策略,使改进后的算法在自由空间中使用RRT-Connect算法的扩展方式进行快速扩展,而在障碍物空间则使用改进的渐进最优的快速扩展随机树(RRT~*)算法进行扩展,在提高扩展效率的同时避免算法陷入局部最优。将EB-RRT~*算法分别与快速扩展随机树(RRT)、RRT-Connect、RRT~*和B-RRT~*算法进行仿真对比,仿真结果表明,改进后的算法在路径规划效率及路径平滑性方面均明显优于其他算法;且相对于B-RRT~*算法,其在路径规划时间上降低了68.3%,在迭代次数上减少了48.6%。

关键词：移动机器人路径规划快速扩展随机树带启发式的快速扩展随机树算法渐进最优的双向快速扩展随机树算法

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基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划研究

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电子科技 2019年第9期32卷 5-9,25页

作者：刘学芳曾国辉黄勃鲁敦科上海工程技术大学电子电气工程学院

为解决传统蚁群算法收敛速度慢、极易陷入局部最优解的问题,文中提出了一种改进蚁群算法,并将其应用于移动机器人路径规划问题。蚁群算法的路径规划采用栅格法建立环境模型,并对障碍物进行扩大处理,从而有效降低了移动机器人在运动过程... 详细信息

为解决传统蚁群算法收敛速度慢、极易陷入局部最优解的问题,文中提出了一种改进蚁群算法,并将其应用于移动机器人路径规划问题。蚁群算法的路径规划采用栅格法建立环境模型,并对障碍物进行扩大处理,从而有效降低了移动机器人在运动过程中与障碍物相碰撞的可能性;构造启发函数以降低蚁群搜索路径的长度;引入信息素扩散算法,并提高算法在初期的全局搜索能力,从而加快了算法的后期收敛速度。仿真结果表明,所提出的算法在收敛速度上比传统蚁群算法提高近一倍,可以规划出最优路径。

关键词：栅格地图蚁群算法信息素扩散启发函数路径规划移动机器人

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光纤传感电流监测中光纤套筒周围的电磁场分布研究

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光学仪器 2014年第1期36卷 52-57页

作者：毛辰飞张学典常敏鲁敦科侯英龙上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

介绍了一种用COMSOL软件模拟大电流磁场的方法,并提供了光纤电流传感器中传感元件所放置的套筒的材料的选择依据,本方法具有实用性及可靠性。根据法拉第电磁感应定律,通过COMSOL软件,建立了大电流直导线模型,利用所建立的模型,分别用理... 详细信息

介绍了一种用COMSOL软件模拟大电流磁场的方法,并提供了光纤电流传感器中传感元件所放置的套筒的材料的选择依据,本方法具有实用性及可靠性。根据法拉第电磁感应定律,通过COMSOL软件,建立了大电流直导线模型,利用所建立的模型,分别用理论和实验模拟了大电流周围磁场分布。由光纤传感器中不同套筒材质导线周围的磁场分布情况对比表明:磁场对材料镍制作的套筒的置入不敏感。

关键词： COMSOL软件大电流磁场分布光纤传感器

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“机器人控制技术”教学改革实践

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科教导刊 2019年第9期 49-50页

作者：李晓航鲁敦科王晓军王曰英上海工程技术大学上海201620

为了解决学生在其学习过程中出现的学习动力不足和学习目标不明确等问题,在《机器人控制技术》课程的教学改革实践中,作者提出以优化教学内容、改进教学方式和手段、改善实践条件、完善课程评分体系和考核方式等方法,从而激发学生学习... 详细信息

为了解决学生在其学习过程中出现的学习动力不足和学习目标不明确等问题,在《机器人控制技术》课程的教学改革实践中,作者提出以优化教学内容、改进教学方式和手段、改善实践条件、完善课程评分体系和考核方式等方法,从而激发学生学习的自主性和积极性。通过加强理论与实践相结合,激发学生对本课程的学习兴趣,从而提高学生学习效率和课程教学质量。

关键词：机器人控制技术教学改革教学质量

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基于数据中心功率特性的微电网稳压效果研究

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电子科技 2017年第10期30卷 100-103页

作者：黄宇丹曾国辉鲁敦科方志军黄勃上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620

针对微电网中采用蓄电池阵列进行稳压存在建设及运营成本偏高的问题,文中提出一种将数据中心作为需求响应负荷引入微电网,利用其功率可调特性达到微电网稳压目的的方法。通过潮流计算仿真实验证明,调节数据中心的功率对微电网具有稳压效... 详细信息

针对微电网中采用蓄电池阵列进行稳压存在建设及运营成本偏高的问题,文中提出一种将数据中心作为需求响应负荷引入微电网,利用其功率可调特性达到微电网稳压目的的方法。通过潮流计算仿真实验证明,调节数据中心的功率对微电网具有稳压效果,同时,利用数据中心还可大幅度节约微电网的稳压成本。

关键词：数据中心微电网需求响应潮流计算

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参萸顿咳方结合益生菌治疗小儿百日咳效果研究

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辽宁中医杂志 2024年第5期51卷 87-90页

作者：张艳文李春梅刘振奎卢艳辉高娇娇曹燕玲许丽菲河北北方学院附属第一医院儿科河北张家口075000

目的观察参萸顿咳方结合益生菌辅助治疗小儿百日咳临床效果。方法将该院儿科收治的98例百日咳患儿(2019年4月—2022年4月)纳入该次试验研究,并以随机数字表法将患儿分为对照组(49例)与观察组(49例)两组,对照组患儿益生菌(双歧杆菌四联... 详细信息

目的观察参萸顿咳方结合益生菌辅助治疗小儿百日咳临床效果。方法将该院儿科收治的98例百日咳患儿(2019年4月—2022年4月)纳入该次试验研究,并以随机数字表法将患儿分为对照组(49例)与观察组(49例)两组,对照组患儿益生菌(双歧杆菌四联活菌片)治疗,观察组患儿在对照组治疗基础上结合参萸顿咳方治疗,数据观察:临床疗效、肺部啰音消失时间及痉咳改善时间、治疗前后中医证候积分(咳嗽、面色青灰、眼睑浮肿、鼻衄舌红、舌下生疮等)变化、血清肠黏膜屏障相关因子乳脂球表皮生长因子-8(MFG-E8)及D-乳酸(D-LA)水平变化、免疫球蛋白(IgA、IgG、IgM)指标变化、不良反应。结果观察组患儿治疗总有效率(95.92%,47/49)比对照组患儿(83.67%,41/49)更高,差异有统计学意义(P0.05,治疗后各组患者中医证候积分(咳嗽、面色青灰、眼睑浮肿、鼻衄舌红、舌下生疮等)、MFG-E8及D-LA水平、IgA、IgG、IgM均好转,治疗后观察组患儿中医证候积分(咳嗽、面色青灰及眼睑浮肿、鼻衄舌红、舌下生疮等)、MFG-E8及D-LA水平、IgA、IgG、IgM等指标优于对照组,P<0.05;两组患儿均未见严重肝肾功能异常等不良反应。结论参萸顿咳方结合益生菌辅助治疗治疗小儿百日咳效果显著,可较好促进患儿肠道功能,提升患儿免疫功能,患儿症状改善,恢复快,且安全可靠,值得应用。

关键词：小儿百日咳参萸顿咳方益生菌疗效肠道功能

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