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基于分层运动分解的飞行机械臂视觉伺服控制

控制理论与应用 2024年第5期41卷 808-816页

作者：张兆鹏何慰梁潇韩建达方勇纯南开大学人工智能学院机器人与信息自动化研究所天津300350 南开大学天津市智能机器人技术重点实验室天津300350

飞行机械臂系统具有主动作业能力,通过搭载视觉传感器感知周围环境,系统的自主能力将进一步提高.然而,考虑到无人机的欠驱动和整个系统的非线性特性,飞行机械臂系统的视觉伺服控制仍然是一项具有挑战性的工作.本文在充分考虑机械臂对无... 详细信息

飞行机械臂系统具有主动作业能力,通过搭载视觉传感器感知周围环境,系统的自主能力将进一步提高.然而,考虑到无人机的欠驱动和整个系统的非线性特性,飞行机械臂系统的视觉伺服控制仍然是一项具有挑战性的工作.本文在充分考虑机械臂对无人机的力/力矩作用后,提出了一种基于分层运动分解的飞行机械臂视觉伺服控制方案.首先,对飞行机械臂系统的运动学和动力学模型进行分析.然后,根据所得的相机运动学模型,通过基于图像的视觉伺服控制获得相机的期望速度,进而制定无人机和机械臂的速度分配策略.在考虑机械臂运动时对无人机产生的力/力矩影响,设计了底层的飞行控制器.最后,在与现有方法的仿真对比中可以看出,所提方法具有良好的控制性能,对图像特征点位置的不确定性及图像噪声也表现了较好的鲁棒性.

关键词：多旋翼无人机飞行机械臂视觉伺服控制

Seru系统调度优化的知识引导协同进化算法

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控制理论与应用 2024年第6期41卷 959-966页

作者：王凌吴玉婷陈靖方潘子肖清华大学自动化系北京100084

作为一种新型的生产模式, Seru系统能够兼顾柔性和效率且快速响应市场,已在装配企业得到广泛应用.为了实现实际生产过程生产效率和劳动效率的协同优化,本文研究以最小化最大完工时间和工人总劳动时间为目标的Seru系统多目标调度问题,提... 详细信息

作为一种新型的生产模式, Seru系统能够兼顾柔性和效率且快速响应市场,已在装配企业得到广泛应用.为了实现实际生产过程生产效率和劳动效率的协同优化,本文研究以最小化最大完工时间和工人总劳动时间为目标的Seru系统多目标调度问题,提出一种知识引导的协同进化算法.首先,将问题分解为Seru构造和Seru调度,构造两个种群分别优化子问题.同时,设计种群规模的调整策略,通过为有潜力的种群分配更多个体来提高协同搜索的效率.进而,通过分析问题的性质,提炼规则性知识用于设计有效的搜索算子和重生成规则,指导精英个体执行知识驱动的增强搜索,从而进一步提升算法的局部开发能力.通过数值仿真和统计性能对比,验证了算法各设计环节的有效性,并取得了显著优于现有最新算法的多目标调度优化性能.

关键词：赛汝(Seru)生产系统协同搜索知识驱动增强搜索调整策略

车路协同环境下数据驱动的混合交通流速度调控方法

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控制与决策 2024年第9期39卷 2950-2958页

作者：张辰徐云雯李德伟上海交通大学自动化系上海200240

针对车联网和自动驾驶背景下的混合车流调控问题,提出通过路侧设备调节车流中受控自动网联车速度以实现宏观交通流速度调控的方法.首先将单个受控自动网联车对车流状态的调节过程描述为马尔可夫决策过程,设计衡量受控车辆对整体车流影... 详细信息

针对车联网和自动驾驶背景下的混合车流调控问题,提出通过路侧设备调节车流中受控自动网联车速度以实现宏观交通流速度调控的方法.首先将单个受控自动网联车对车流状态的调节过程描述为马尔可夫决策过程,设计衡量受控车辆对整体车流影响程度的动态网格,以受控车辆的实时期望速度为动作,并综合考虑受控车对网格车流的影响程度、对期望速度的响应快慢以及车流的安全性构造报酬函数,采用深度确定性策略梯度算法进行策略寻优.考虑到受控自动车周边交通环境的多样性,提出基于关键参数量的控制策略模型簇.其次,面向车流速度的实时调控,根据路段车辆簇的划分,提出多个路侧设备控制同一车辆簇的控制权时序交接策略.路测设备以簇为单位对信号覆盖范围内的车辆进行标记与跟踪,实时计算受控车辆的期望控制信号并下发.最后,将所提出的方法在多种场景下进行训练验证,结果表明所提出的方法在适用场景中能够实现车流的平稳调速.

关键词：车流控制数据驱动车路协同深度强化学习网联自动车混合交通流

面向线状柔性物体的机器人操作研究进展与展望

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机器人 2024年第5期46卷 623-640页

作者：于铭瑞李翔清华大学自动化系北京100084

线状柔性物体具有强变形特性且模型复杂、个体差异大,使用机器人对其进行自主、灵巧的操作具有极大的挑战。本文对面向线状柔性物体的机器人操作研究进行了系统、详细的梳理和总结。首先,从基础研究角度对线状柔性物体的建模、感知、规... 详细信息

线状柔性物体具有强变形特性且模型复杂、个体差异大,使用机器人对其进行自主、灵巧的操作具有极大的挑战。本文对面向线状柔性物体的机器人操作研究进行了系统、详细的梳理和总结。首先,从基础研究角度对线状柔性物体的建模、感知、规划、控制等基础问题进行了概述,并从应用研究角度对打结、布线、插孔等具体任务进行了整理。之后,对近年来面向线状柔性物体的机器人操作研究发展趋势进行了总结,并对有待进一步探索的热点问题进行了分析和展望。

关键词：机器人操作线状柔性物体灵巧操作

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面向人机协同能效车间调度的群智能优化算法

中国科学：技术科学 2024年第9期54卷 1676-1692页

作者：王凌李瑞陈靖方清华大学自动化系北京100084

随着制造企业的智能化,“人-机-物”全面互联融合的新发展模式成为新一代智能制造的方向.同时,工人与机器人协同制造已普遍存在于现代制造车间,相较于传统的人机独立生产模式增加了人机资源配置的问题,使得调度问题更加复杂,对算法设计... 详细信息

随着制造企业的智能化,“人-机-物”全面互联融合的新发展模式成为新一代智能制造的方向.同时,工人与机器人协同制造已普遍存在于现代制造车间,相较于传统的人机独立生产模式增加了人机资源配置的问题,使得调度问题更加复杂,对算法设计带来了新的挑战.因此,本文考虑人机协同制造的特点建立了人机协同能效车间调度问题,以最小化最大完工时间和总能耗为优化目标,提出了一种群智能协同优化算法求解.该算法包含如下特点:首先,提出了一种双阶段协同搜索框架,即第一阶段以群智能优化实现快速收敛并构建精英存档,第二阶段以反馈协同搜索在精英解附近进行多方位勘探增加分布性.其次,针对人机资源配置问题提出了多层协同搜索算子实现快速收敛.最后,针对问题特性,提炼问题知识,设计多策略协同初始化方法提供高质量初始种群,同时提出多操作协同局部搜索高效优化两个目标.为了验证提出算法的有效性,本文生成了15个不同规模的案例,并进行了参数、消融和对比仿真实验.结果表明,本文提出了多种的协同方法能有效提升算法性能和搜索质量,通过对比最新相关算法验证了所提算法的有效性,为人机协同制造的调度排产在方法上提供了可靠的指导.

关键词：智能制造人机协同制造能效调度协同优化

非最小相位高超声速飞行器的动态滑模镇定控制

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国防科技大学学报 2024年第5期46卷 54-64页

作者：王雨潇丰航赵昱宇孙明玮中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 南开大学人工智能学院天津300350

针对高超声速飞行器非最小相位特性带来的零动态不稳定问题,提出基于B-I(Byrnes-Isidori)标准型的模型变换方法,实现系统内、外动态的解耦。设计了一种动态积分滑模镇定控制方法,构建包含内、外部状态和动态参数变量的增广系统。提出滑... 详细信息

针对高超声速飞行器非最小相位特性带来的零动态不稳定问题,提出基于B-I(Byrnes-Isidori)标准型的模型变换方法,实现系统内、外动态的解耦。设计了一种动态积分滑模镇定控制方法,构建包含内、外部状态和动态参数变量的增广系统。提出滑模控制参数整定方法实现增广系统的闭环极点配置,使得不同工况和摄动条件下增广系统保持动态稳定,同时外部输出误差平衡点始终为零。所提方法可实现在外部输出精确跟踪的同时镇定不稳定零动态,实现非最小相位高超声速飞行器的纵向轨迹稳定跟踪控制。给出了控制方法的Lyapunov稳定性证明,并进行了恒动压轨迹跟踪和蒙特卡罗仿真。仿真结果表明,动态积分滑模控制方法在摄动条件下保持了较好的跟踪精度和鲁棒性,同时可以有效地镇定系统零动态。

关键词：高超声速飞行器非最小相位零动态 Byrnes-Isidori标准型动态积分滑模控制

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共价有机框架材料:一类新兴的均孔吸附分离树脂

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科学通报 2024年第16期69卷 2233-2245页

作者：王孟锦王洒任红霞陈瑶张振杰南开大学化学学院天津300071 南开大学药物化学生物学国家重点实验室天津300071 南开大学药学院天津300071

吸附分离树脂可实现离子/分子的交换与吸附,是目前在生产与生活中应用最广泛的一类功能性高分子材料.近年来,共价有机框架材料(covalent organic frameworks,COFs)由于其均匀有序的孔结构以及结构可设计性得到了广泛关注,在稳定性、选... 详细信息

吸附分离树脂可实现离子/分子的交换与吸附,是目前在生产与生活中应用最广泛的一类功能性高分子材料.近年来,共价有机框架材料(covalent organic frameworks,COFs)由于其均匀有序的孔结构以及结构可设计性得到了广泛关注,在稳定性、选择性、吸附容量等方面相较传统吸附分离树脂材料展示出显著优势,可作为新一代的超级吸附分离树脂材料.本文总结了COF树脂的发展历史、设计合成策略以及功能应用,并对目前的发展瓶颈以及工业化进行了展望.

关键词：树脂吸附分离共价有机框架材料

人工智能时代“智慧型”语言服务企业发展研究

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中国翻译 2024年第2期45卷 123-133页

作者：王传英孙瑾南开大学

在数字化转型浪潮的推动下,人工智能(AI)与语言服务的结合成为时代发展的必然产物,也是我国从语言服务大国迈向语言服务强国的重要契机。当前,我国语言服务企业仍普遍存在服务内容“同质化”严重、创新能力不足、智能化水平较低等实际... 详细信息

在数字化转型浪潮的推动下,人工智能(AI)与语言服务的结合成为时代发展的必然产物,也是我国从语言服务大国迈向语言服务强国的重要契机。当前,我国语言服务企业仍普遍存在服务内容“同质化”严重、创新能力不足、智能化水平较低等实际问题。本文在总结AI对语言服务业影响的基础上,提出“智慧型”语言服务企业的理念与成长路径,并就助力我国语言服务企业的“智慧型”转型提出政策建议。

关键词：人工智能语言服务 “智慧型”语言服务企业

中国式现代化视域下的少数民族妇女高质量发展：一种新型性别红利

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贵州社会科学 2024年第6期 114-122页

作者：朱荟南开大学

各民族共同走向社会主义现代化、实现中华民族伟大复兴的中国梦，离不开广大妇女的参与。聚焦民族与性别的双重理路，作为一种新型人口红利，少数民族妇女高质量发展对于支撑中国式现代化具有重要意义。迥异于西方种族性别主义的多重交... 详细信息

各民族共同走向社会主义现代化、实现中华民族伟大复兴的中国梦，离不开广大妇女的参与。聚焦民族与性别的双重理路，作为一种新型人口红利，少数民族妇女高质量发展对于支撑中国式现代化具有重要意义。迥异于西方种族性别主义的多重交叉性视角，中国少数民族妇女高质量发展在填补人口红利与性别红利的理论空隙中形塑，具有“去交叉性”、多维性与强调红利等特征。新中国成立以来，政治、经济、社会以及教育与健康等多方面的机会窗口推动这一新型人口红利的概念证成与样态变革。在男女平等基本国策和人口高质量发展支撑中国式现代化的制度性增能机制下，少数民族妇女高质量发展得以进一步提升。少数民族妇女高质量发展所具备的“以人民为中心”价值意蕴，能够有效化解中国式现代化的新社会风险，并生成出一幅全新社会性别与民族发展图景。

关键词：少数民族妇女高质量发展中国式现代化性别红利