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一种基于人体测量学数据误差约束的四肢皮肤变形方法

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系统仿真学报 2007年第20期19卷 4827-4830页

作者：唐小凤王维李焱贺汉根国防科技大学机电工程与自动化学院自动化研究所长沙410073

利用Barr以及NFFD算法实现虚拟人的四肢皮肤变形,提出了人体测量学数据的误差分析模型,并在此基础上提出了一种满足误差精度要求的人体皮肤变形方法。实验结果表明,这种皮肤变形方法能满足人体测量学数据的误差要求,实现准确而逼真的四... 详细信息

利用Barr以及NFFD算法实现虚拟人的四肢皮肤变形,提出了人体测量学数据的误差分析模型,并在此基础上提出了一种满足误差精度要求的人体皮肤变形方法。实验结果表明,这种皮肤变形方法能满足人体测量学数据的误差要求,实现准确而逼真的四肢皮肤变形。

关键词：虚拟人皮肤变形 NFFD算法人体测量学误差约束

基于跟踪误差约束的机器鱼抗扰动路径跟踪控制

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 282-293页

作者：李东方张滨新曾林林黄捷宋爱国福州大学电气工程与自动化学院福州350108 东南大学仪器科学与工程学院南京214135

为了解决机器鱼在扰动下跟踪效率低的问题,本工作提出了一种抗扰动和自适应的误差约束控制方案。首先,通过设计虚拟控制输入,并利用积分环节更新了自适应视线制导律,消除了侧滑导致的运动位置偏离,增强了机器人的抗干扰能力。其次,通过... 详细信息

为了解决机器鱼在扰动下跟踪效率低的问题,本工作提出了一种抗扰动和自适应的误差约束控制方案。首先,通过设计虚拟控制输入,并利用积分环节更新了自适应视线制导律,消除了侧滑导致的运动位置偏离,增强了机器人的抗干扰能力。其次,通过构造机器鱼的偏航和浪涌自适应控制器,使神经网络函数拟合模型的不确定项和水流扰动,并用逼近值补偿系统的控制输入。这提升了机体的环境适应性。最后,利用障碍Lyapunov理论,机器鱼跟踪位置和角度的一致最终有界性被证明。通过模拟和实验,与经典制导方案相比,所提方案提高了机器鱼的跟踪效率和稳态性能,使机器鱼的位置误差收敛速率平均提升了14.57%。

关键词：机器鱼误差约束自适应视线制导抗扰动路径跟踪

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一种基于误差约束的动态聚焦最优分段方法

传感技术学报 2018年第3期31卷 374-379页

作者：罗汉武孙广崔士刚林楠王思奇王平国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司呼和浩特010020 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

针对超声成像系统逐点聚焦在工程实现中存储量大的缺点,提出一种动态聚焦最优分段方法。首先根据给定的聚焦延时约束误差进行几何分段,然后依据聚焦通道数和采样率计算各分段的位置序数和相应的聚焦延时参数,最后通过动态调整折线逼近... 详细信息

针对超声成像系统逐点聚焦在工程实现中存储量大的缺点,提出一种动态聚焦最优分段方法。首先根据给定的聚焦延时约束误差进行几何分段,然后依据聚焦通道数和采样率计算各分段的位置序数和相应的聚焦延时参数,最后通过动态调整折线逼近单位实现对各个通道的聚焦延时误差的进一步优化。在此基础上,提出了与之相应的聚焦延时参数的压缩存储与实时生成方法。为了验证该方法的有效性,进行了聚焦误差分析和点目标成像实验。实验数据分析与测试结果表明:所提出的方法可以对全程探测范围内的动态聚焦进行最优分段,并将各通道的聚焦延时误差限定在约束误差范围内,且其成像效果与逐点聚焦成像效果基本一致,结构相似性指标达到0.947 7。

关键词：超声成像误差约束分段聚焦压缩存储

考虑误差约束的多Euler-Lagrange系统分布式跟踪控制

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考虑误差约束的多Euler-Lagrange系统分布式跟踪控制

作者：陈亮亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

多智能体系统可用于描述现实中的很多物理系统,如多机械臂系统、编队卫星系统、水下机器人系统和传感器网络等。在多智能体系统中,各智能体以一定的方式相互通讯,从而完成特定的任务。多智能体系统的分布式控制是指每个智能体均能够根... 详细信息

多智能体系统可用于描述现实中的很多物理系统,如多机械臂系统、编队卫星系统、水下机器人系统和传感器网络等。在多智能体系统中,各智能体以一定的方式相互通讯,从而完成特定的任务。多智能体系统的分布式控制是指每个智能体均能够根据系统的局部信息独立作出控制决策。通过采用分布式控制的方法,多智能体系统能够具有高的灵活性、鲁棒性以及环境适应性。Euler-Lagrange(EL)方程能够描述很多具有本质非线性的系统,如操作机械臂、自主车辆系统、步行机器人等。用EL方程描述的多智能体系统被称为多EL系统。多EL系统的分布式跟踪控制是指,存在一个领航者和多个跟随者时,多个跟随者通过分布式的控制方法,实现对领航者的跟踪。通过采用有限时间和固定时间控制方法,系统的收敛速度能够得到很大提高。这是由于在有限时间和固定时间控制器的作用下,系统可以在某一个特定时刻达到稳定,从而起到加快收敛速度的作用。误差约束控制可以保证系统受约束的变量在整个控制过程中不会超过预先设定的界。通过将有限时间或固定时间控制与误差约束控制结合起来,则可以从整体上提高系统的控制性能。本文拟针对多EL系统,研究考虑误差约束的分布式有限时间和固定时间跟踪控制。论文的主要内容包括以下方面。考虑误差约束的分布式有限时间跟踪控制。当多EL系统的标称模型已知时,在有向通讯拓扑结构下,通过反步法设计了分布式有限时间跟踪控制律,证明了每个跟随者的控制误差能够在有限时间内收敛到平衡点的一个邻域内,tan形式障碍Lyapunov函数则用于保证系统的误差变量在整个控制过程中不会超过预先设定的界。考虑到多EL系统存在非线性不确定性,设计了分布式有限时间跟踪控制器,其中径向基神经网络用于对系统的非线性不确定性进行估计和补偿。在此基础上,在多EL系统的控制输入存在饱和的情形下,设计了考虑误差约束和输入饱和的分布式有限时间跟踪控制律。考虑误差约束的分布式固定时间跟踪控制。当多EL系统的标称模型已知时,通过加幂积分方法在有向图下设计了分布式固定时间跟踪控制器,证明了系统的跟踪控制误差能够在固定时间内收敛到平衡点的一个邻域内。一种改进的指数形式障碍Lyapunov函数保证了所定义的误差变量不会超过预先设定的界限。在此基础上,考虑到系统存在模型不确定性以及加速度信息不可获得的情形,针对每个跟随者在无向图下设计了分布式固定时间观测器对领航者的广义速度和广义位置信息进行观测。针对惯量矩阵为对角矩阵的多EL系统,利用加幂积分方法设计了分布式固定时间跟踪控制律。径向基神经网络则用于估计系统未知的模型项。理论分析和仿真验证表明,每个跟随者的跟踪误差能够在固定时间内收敛到平衡点的一个邻域内,且误差约束在整个控制过程中会得到满足。

关键词：多Euler-Lagrange系统分布式跟踪控制误差约束有限时间控制固定时间控制

具有误差约束的欠驱动无人艇轨迹跟踪与编队控制研究

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具有误差约束的欠驱动无人艇轨迹跟踪与编队控制研究

作者：李永卓广东海洋大学

学位级别：硕士

随着海洋探索与开发力度的不断加大,无人艇在海洋运输、海上搜救、资源勘探等工作中的作用逐渐凸显,其中欠驱动无人艇凭借着经济优势等优点而被广泛应用。由于近些年海洋的探索开发不断由近海迈向深远海,作业环境与工作任务越来越复杂,... 详细信息

随着海洋探索与开发力度的不断加大,无人艇在海洋运输、海上搜救、资源勘探等工作中的作用逐渐凸显,其中欠驱动无人艇凭借着经济优势等优点而被广泛应用。由于近些年海洋的探索开发不断由近海迈向深远海,作业环境与工作任务越来越复杂,因此对欠驱动无人艇轨迹跟踪以及编队控制的性能要求越来越高,特别是对直接影响着无人艇跟踪精度以及多无人艇队形保持的跟踪误差提出了更高的要求。因此,研究具有误差约束的欠驱动无人艇轨迹跟踪与编队控制具有重要的理论研究意义和工程应用价值。本文主要针对未知环境扰动下欠驱动无人艇轨迹跟踪与编队控制中的误差约束、收敛速度、鲁棒性等问题展开了研究。主要研究内容如下:（1）针对欠驱动无人艇轨迹跟踪控制问题,提出具有误差约束的有限时间轨迹跟踪控制方法。利用坐标变换技术解决惯性矩阵非对角项导致的控制器设计困难问题。通过预设性能控制方法,对LOS（Line-of-sight）范围误差和航向角误差施加约束。引入事件触发机制,减轻控制器与执行机构之间的通信负担。通过Lyapunov稳定性理论证明系统是实际有限时间稳定的,且系统不存在Zeno行为,仿真结果验证了控制方法的有效性。在此基础上,考虑模型不确定性和未知环境扰动问题,提出基于径向基函数神经网络的有限时间自适应控制方法。采用tan型Barrier Lyapunov函数约束LOS范围误差和航向角误差。利用径向基函数神经网络估计模型不确定性和未知扰动的上界。稳定性理论证明闭环系统是实际有限时间稳定的,并且不存在Zeno行为,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。（2）针对欠驱动无人艇编队控制中的模型不确定性、外部环境扰动和“复杂性爆炸”等问题,提出具有误差约束的固定时间编队控制方法。采用改进型Barrier Lyapunov函数对编队控制中的LOS范围跟踪误差和航向角跟踪误差施加约束,确保编队控制系统的跟踪精度,同时简化了控制器结构。采用指令滤波器有效解决了控制器中的“复杂性爆炸”问题,并通过误差补偿系统对滤波器误差进行补偿。利用固定时间扩张状态观测器和H控制处理模型不确定性和未知扰动,使编队控制系统具有较满意的鲁棒性。稳定性分析表明闭环系统是实际固定时间稳定的,数值仿真验证了所提控制方法的有效性。（3）针对网络控制中通信带宽有限的欠驱动无人艇编队控制问题,提出基于事件触发和量化器的预定义时间编队控制方法。采用改进型非对称Barrier Lyapunov函数约束LOS范围跟踪误差和航向角跟踪误差。同时结合事件触发机制和量化器,减轻控制器与执行机构之间的通信负担,加快数据传输。采用H控制处理模型不确定性和环境扰动对编队控制系统的影响,确保了系统的鲁棒性。稳定性分析表明所提的控制方法能保证系统是实际预定义时间稳定的,且不存在Zeno行为,仿真结果验证了该控制方法的有效性。

关键词：欠驱动无人艇轨迹跟踪编队控制误差约束事件触发

误差约束下高压输电线路分布参数并行辨识方法

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自动化应用 2021年第3期 89-91页

作者：程冰刘红岩李天楚梁钰陈大华林明健吴明轩海南电网有限责任公司电力科学研究院海南海口570311 海南省电网理化分析重点实验室海南海口570311 海南电网电力调度控制中心海南海口570203

为解决传统高压输电线路分布参数并行辨识方法,辨识正确识别率低的问题,基于误差约束下,针对其设计一种新型辨识方法。通过研发实时断面序列及潮流文件的批量获取程序,以及线路参数自动替换程序,为元件参数实测提供校验手段,此后,基于... 详细信息

为解决传统高压输电线路分布参数并行辨识方法,辨识正确识别率低的问题,基于误差约束下,针对其设计一种新型辨识方法。通过研发实时断面序列及潮流文件的批量获取程序,以及线路参数自动替换程序,为元件参数实测提供校验手段,此后,基于误差约束下,仿真计算采集到的历史断面数据及生成的潮流文件,实现高压输电线路分布参数并行辨识。设计实例分析,结果表明,设计辨识方法能够正确辨识样本个数明显高于对照组,证明其辨识正确识别率更高,能够解决传统辨识方法,辨识正确识别率低的问题。

关键词：误差约束高压输电线路分布参数并行辨识方法

一种基于Dijkstra的多约束条件下智能飞行器航迹规划算法

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西北工业大学学报 2020年第6期38卷 1284-1290页

作者：程凝怡刘志乾李昱奇中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249

针对智能飞行器最优航迹快速规划问题,考虑误差约束及校正概率约束,构建多约束条件下智能飞行器航迹规划模型,并提出基于Dijkstra的全局搜索算法求解模型。所提算法通过计算剩余误差和约束飞行距离,对基础Dijkstra算法进行改进,使其在... 详细信息

针对智能飞行器最优航迹快速规划问题,考虑误差约束及校正概率约束,构建多约束条件下智能飞行器航迹规划模型,并提出基于Dijkstra的全局搜索算法求解模型。所提算法通过计算剩余误差和约束飞行距离,对基础Dijkstra算法进行改进,使其在求解多约束条件下航迹规划问题时具有更好的适应性。同时,以航迹长度最短且满足误差约束为目标开展仿真实验,仿真实验结果为飞行器到达终点时共经过18个校正点,航迹长度144287.932 m,垂直误差为17.254个单位,水平误差为6.420个单位,结果均满足误差要求,表明多约束条件下智能飞行器航迹规划模型和基于Dijkstra的全局搜索算法在解决此类问题方面具有一定的合理性。

关键词： Dijkstra算法误差校正航迹规划误差约束校正概率约束

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基于近似计算技术的多级逻辑电路面积优化

北京航空航天大学学报 2024年第9期50卷 2893-2901页

作者：赵维凯王伦耀岑旭梦夏银水储飞宁波大学信息科学与工程学院宁波315211 宁波大学科学技术学院信息工程学院宁波315300

针对现有多级逻辑近似优化算法在大型电路优化时无法较好兼顾优化效果与算法速度的问题,提出一种基于常量替换的多级逻辑电路面积优化算法。该算法通过在与非图(AIG)中引入节点输出距离、常量传输距离等参数,并结合提出的多扇出节点常... 详细信息

针对现有多级逻辑近似优化算法在大型电路优化时无法较好兼顾优化效果与算法速度的问题,提出一种基于常量替换的多级逻辑电路面积优化算法。该算法通过在与非图(AIG)中引入节点输出距离、常量传输距离等参数,并结合提出的多扇出节点常量替换过程中错误率控制方法,在全局范围内提取合适替换的候选节点集和每个候选节点输出的常量替换值;同时,通过根据电路规模选取不同的错误率计算方法等策略,实现了错误率约束下的多级逻辑电路面积近似优化并使算法速度得到提高。所提算法用C语言和ABC内置命令编程实现,使用EPFL及MCNC电路进行测试。实验结果表明:所提算法与已提出的常量替换方法相比,面积优化效果提升48.77%;相较于近似关心集重代换的近似逻辑综合(ALSRAC)优化算法,所提算法在面积优化和运算时间上分别有1.28%和60.91%的提升。

关键词：多级电路近似计算误差约束常量替换逻辑优化

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多蛇形机器人编队路径跟踪控制

电子与信息学报 2024年第7期46卷 2981-2993页

作者：郝爽何玉鹏陈继尧王铮上海交通大学安泰经济与管理学院上海200030 国网宁夏电力有限公司银川750001 国网宁东供电公司银川750411 国网宁夏电力有限公司经济技术研究院银川750002

为了实现多个蛇形机器人的编队控制,该文提出一种基于误差约束的抗干扰路径跟随方法。该方法使用高度耦合的动态频率补偿器来调整每个机器人的运动速度,以确保编队成员之间位置和速度的一致性。在动力学控制中,通过障碍函数的等效原则... 详细信息

为了实现多个蛇形机器人的编队控制,该文提出一种基于误差约束的抗干扰路径跟随方法。该方法使用高度耦合的动态频率补偿器来调整每个机器人的运动速度,以确保编队成员之间位置和速度的一致性。在动力学控制中,通过障碍函数的等效原则消除了虚拟变量的奇异现象,提高了路径跟随的稳定性。此外,该文设计了模型不确定性和外界干扰的预测值,以此来提前补偿机器人的关节偏移量和扭矩输入,从而进一步提高了跟随误差的收敛速度和稳态性能。最后,利用Lyapunov理论证明了该方法的一致最终有界性(UUB)。仿真数据表明,相对于其他经典方法,该文所提模型和控制策略具有更高的跟随精度。

关键词：抗干扰障碍李雅普诺夫函数误差约束编队控制多蛇形机器人