检索结果-南通市图书馆

基于模型预测的海缆铺设用水下航行器最优避障控制

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中国舰船研究 2024年第1期19卷 248-255页

作者：苏哲昊王伟然戴晓强朱志宇姚杰葛慧林江苏科技大学自动化学院江苏镇江212100

[目的]自主水下航行器(AUV)在海底复杂地形环境下执行独立铺缆作业时,需要兼顾铺缆质量和自身安全,即在避障的同时还需要保持船体与海底平面的相对高度。为此,设计一种基于模型预测的海缆铺设AUV最优避障控制方法。[方法]首先,基于模型... 详细信息

[目的]自主水下航行器(AUV)在海底复杂地形环境下执行独立铺缆作业时,需要兼顾铺缆质量和自身安全,即在避障的同时还需要保持船体与海底平面的相对高度。为此,设计一种基于模型预测的海缆铺设AUV最优避障控制方法。[方法]首先,基于模型预测控制(MPC)建立AUV的路径跟踪模型,将海底不规则障碍物分类为凸起和凹陷地形,并分别建立障碍物的工程简化数学模型;然后,根据不同地形和海缆铺设要求来设计多个目标优化函数;最后,根据地形特征点迭代计算与海底平面保持稳定高度且路径最短的最优避障路径。[结果]仿真结果表明,该方法响应性能好、可靠性高,能够使AUV选择最短路径并避开意外障碍物。[结论]在复杂的海底环境下,该方法既保障了AUV作业过程中的自身安全,又极大提高了海缆的铺设质量。

关键词：自主水下航行器模型预测控制海缆铺设最优避障控制

考虑负荷时变特性的船舶电力系统动态重构优化策略

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中国舰船研究 2024年

作者：吴其桓朱志宇郝伟汉杨登昊徐程江苏科技大学自动化学院

[目的]为保证故障工况下船舶电力系统的安全稳定运行，提出一种考虑负荷时变特性的电力系统动态重构优化方法。[方法]首先，计及船舶电力系统拓扑结构、发电容量限制、线路电流、节点电压等约束条件，提出以加权切负荷和电压偏差最小为... 详细信息

[目的]为保证故障工况下船舶电力系统的安全稳定运行，提出一种考虑负荷时变特性的电力系统动态重构优化方法。[方法]首先，计及船舶电力系统拓扑结构、发电容量限制、线路电流、节点电压等约束条件，提出以加权切负荷和电压偏差最小为优化目标的船舶电力系统动态重构优化策略；然后，采用改进惯性粒子群算法求解优化模型；最后，通过典型船舶电力系统算例来验证所提方法的有效性。[结果]仿真结果表明，相较于静态重构方法，动态重构方法可以降低9.94%的系统电压偏差，从而显著提升了网络供电质量。[结论]研究成果可为船舶电力系统的可靠性设计提供参考。

关键词：负荷时变特性船舶电力系统动态重构故障恢复

重频大电流下金属化膜脉冲电容器温升累积效应研究

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 2068-2076,I0035页

作者：李长云刘超群于永进山东科技大学电气与自动化工程学院山东省青岛市266590

电磁发射技术中通常要求脉冲功率电源具有数十千安幅值、数毫秒脉宽的脉冲电流,并且具备重复频率连续发射能力。金属化薄膜电容器因其储能密度高、使用寿命长而被广泛应用于脉冲电源系统。根据脉冲电容器的结构及脉冲电源的工作模式,该... 详细信息

电磁发射技术中通常要求脉冲功率电源具有数十千安幅值、数毫秒脉宽的脉冲电流,并且具备重复频率连续发射能力。金属化薄膜电容器因其储能密度高、使用寿命长而被广泛应用于脉冲电源系统。根据脉冲电容器的结构及脉冲电源的工作模式,该文首先建立脉冲电容器的发热及散热模型;然后,在多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics 5.6中建立瞬态温度场模型,并结合现有实验结果验证模型有效性,进而讨论重复频率脉冲放电应用中金属化膜脉冲电容器内部温升的累积现象。结果表明:在脉冲放电峰值1 kA、环境温度15℃、金属膜厚4 nm条件下,以12次/min的重复频率、30 s时间间隔连续工作10次后,脉冲电容器芯子最大温升为22.9℃。在此基础上,仿真分析环境温度、重复频率、脉冲电流峰值、电极厚度四方面因素对脉冲电容器温升的影响。该模型给出重频大电流下脉冲电容器内部瞬态发热规律,可为脉冲电容器合理运行和优化设计提供参考。

关键词：电磁发射脉冲电容器重复频率有限元累积效应

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具有最小信息延迟的多无人机路径规划方法

中国惯性技术学报 2024年第5期32卷 521-530页

作者：陈洋钟树成陈志环武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430081 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉430081

在一些实时性要求高的监测任务中,为提升多无人机协同工作的效能,提出了具有最小信息延迟的多无人机路径规划方法。首先定义最大信息延迟描述监测信息的时效性,综合考虑了无人机能量、禁飞区等多种约束,以无人机信息延迟和飞行总距离为... 详细信息

在一些实时性要求高的监测任务中,为提升多无人机协同工作的效能,提出了具有最小信息延迟的多无人机路径规划方法。首先定义最大信息延迟描述监测信息的时效性,综合考虑了无人机能量、禁飞区等多种约束,以无人机信息延迟和飞行总距离为优化目标,建立多无人机路径规划模型。然后,提出一种改进的多目标灰狼算法,引入交叉算子完成灰狼位置更新以增强其全局搜索能力,引入大规模邻域算法以提高其局部搜索能力。最后,利用概率路图算法对得到的飞行方案进行局部避障优化,从而得到最终的路径规划结果。仿真和实验结果表明,所提算法不仅可以得到很好的路径规划结果,而且对比NSGA-Ⅱ算法,本文算法得到的飞行路径总距离分别缩短了3.34%、5.09%,最大延迟时间降低了11.02%、15.66%,验证了所提算法的可行性和有效性。

关键词：信息延迟改进多目标灰狼算法路径规划避障概率路图算法

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偏振视觉

中国科学:信息科学 2024年第7期54卷 1620-1645页

作者：赵永强乔新博李宁潘泉西北工业大学自动化学院清华大学自动化系

传统视觉技术已经广泛应用于生产生活中的各类领域,然而在面对复杂环境以及非合作目标时,获得的信息量有限使传统视觉技术无法有效地检测、识别目标.作为与光强、波长、相位并列的光的基本物理特性,偏振能够反映发射或反射光的振动特性... 详细信息

传统视觉技术已经广泛应用于生产生活中的各类领域,然而在面对复杂环境以及非合作目标时,获得的信息量有限使传统视觉技术无法有效地检测、识别目标.作为与光强、波长、相位并列的光的基本物理特性,偏振能够反映发射或反射光的振动特性,表征物体的多种信息,因此偏振信息能有效区分目标与背景,并在恶劣环境中维持信息有效性.利用偏振信息的这种特性,人们将光的偏振信息引入视觉系统,得到了一种解决复杂场景成像问题的方案,即偏振视觉.偏振视觉最早在部分生物上发现,对偏振视觉的进一步研究使人们发现偏振视觉相较于传统视觉在复杂场景下的成像优势.本文以偏振视觉的发展为主线整理了偏振视觉技术的诞生、成像设备的发展与该技术在各领域的应用,并展望了偏振视觉及其相关技术的未来发展方向.

关键词：偏振视觉偏振信息偏振成像设备散射介质成像目标检测反射光去除三维重构

IN625激光熔覆层腐蚀致微裂纹扩展机理研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 645-657页

作者：邓双九李昌余梦辉韩兴辽宁科技大学机械工程与自动化学院鞍山114051

对QT600球墨铸铁表面熔覆IN625涂层,观察熔覆层显微组织与EDS能谱。对基体与熔覆层进行3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀实验,建立IN625激光熔覆层腐蚀致微裂纹扩展瞬态演变数值模型,考虑微小裂纹已经存在的情况下,熔覆层在恶劣环境工作所诱... 详细信息

对QT600球墨铸铁表面熔覆IN625涂层,观察熔覆层显微组织与EDS能谱。对基体与熔覆层进行3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀实验,建立IN625激光熔覆层腐蚀致微裂纹扩展瞬态演变数值模型,考虑微小裂纹已经存在的情况下,熔覆层在恶劣环境工作所诱发的腐蚀过程,分析离子浓度、离子迁移、pH值、电极电位和腐蚀速率等各项数值在腐蚀过程中的瞬态演变规律。结果表明,IN625熔覆层相较于QT600基体耐蚀性显著提升。

关键词：激光熔覆技术 IN625熔覆层微裂纹腐蚀电化学实验

基于智能预测控制的鱼雷状小型无人艇轨迹跟踪研究

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中国舰船研究 2024年第1期19卷 158-168页

作者：翁昱曾庆军李维李昂戴晓强江苏科技大学自动化学院江苏镇江212100 江苏科技大学计算机学院江苏镇江212100

[目的]针对无人艇(USV)在狭窄湖泊、涵洞作业时存在精度保持难和航迹控制难的问题,以自主研制的一款鱼雷状小型USV为对象,提出一种轨迹跟踪智能预测控制方法。[方法]首先,构建自主研制的欠驱动USV非线性状态空间模型;然后,设计智能预测... 详细信息

[目的]针对无人艇(USV)在狭窄湖泊、涵洞作业时存在精度保持难和航迹控制难的问题,以自主研制的一款鱼雷状小型USV为对象,提出一种轨迹跟踪智能预测控制方法。[方法]首先,构建自主研制的欠驱动USV非线性状态空间模型;然后,设计智能预测控制器,该控制器基于模型预测控制的设计思想并结合改进的粒子群算法,在线决策、优化每一时刻的性能指标并纠正预测状态;最后,开展仿真和湖试试验测试系统对参考轨迹的跟踪性能,并与线性模型预测控制器的跟踪性能进行比较。[结果]结果表明,所设计的智能预测控制器超调小、抗干扰性好。[结论]所提方法不仅能运用于鱼雷状小型USV跟踪系统,也能对其他USV跟踪系统起到很好的借鉴作用。

关键词：无人艇轨迹跟踪智能预测控制改进的粒子群算法

基于Transformer特征金字塔的空中加油锥套实时检测

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电光与控制 2024年

作者：李桂林刘桂华陈涛邓豪唐雪西南科技大学信息工程学院中国兵器装备集团自动化研究所有限公司

空中加油锥套的实时检测是实现自主空中加油的重要前提。针对现有目标检测算法在空中加油锥套检测中易受环境干扰导致精度不足的问题，提出了基于Transformer特征金字塔的空中加油锥套实时检测算法。首先，提出一种新的基于池化注意力的... 详细信息

空中加油锥套的实时检测是实现自主空中加油的重要前提。针对现有目标检测算法在空中加油锥套检测中易受环境干扰导致精度不足的问题，提出了基于Transformer特征金字塔的空中加油锥套实时检测算法。首先，提出一种新的基于池化注意力的Transformer特征金字塔结构TPN对主干特征进行融合，实现更加高效的特征图增强，其次，使用线性注意力进一步降低TPN中注意力机制复杂性，提出轻量化检测模型DNet-LinTPN，减小其80%的内存占用。在自制的空中加油锥套数据集上的实验结果表明，基于TPN的模型在同等条件下精度、速度与模型大小均优于YOLOv7，轻量化检测模型DNet-LinTPN精度达到93.8%，，较YOLOv7-tiny提升9.4%，参数量减少67.2%，运算量减少45.2%，鲁棒性明显提升。

关键词：自主空中加油锥套检测特征金字塔 transformer

高比例新能源电网-分布式数据中心集群协同优化运行研究

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中国科学：技术科学 2024年第1期54卷 119-135页

作者：李远征龙信鑫周纯杰杨凯赵勇曾志刚华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

随着新能源并网比例的逐步提升,电网对不确定性新能源的消纳态势日趋严峻,导致弃风弃光频现.数据中心作为新兴的重要电力负荷,其运行能耗高,规模增长迅速,算力及数据资源可灵活调配,具备可挖掘的柔性调节潜力.据此,本文利用分布式数据... 详细信息

随着新能源并网比例的逐步提升,电网对不确定性新能源的消纳态势日趋严峻,导致弃风弃光频现.数据中心作为新兴的重要电力负荷,其运行能耗高,规模增长迅速,算力及数据资源可灵活调配,具备可挖掘的柔性调节潜力.据此,本文利用分布式数据中心集群增强电力系统柔性调节能力,助力新能源消纳.首先,根据数据中心服务器运行工作状态和制冷设备温控要求,建立单个数据中心的精细化电力负荷模型.然后,考虑数据任务处理的时空可调节性,建立分布式数据中心互联互通的协调模型.在此基础上,提出考虑不确定性的电网-分布式数据中心集群的协同运行框架,研究集群调节能力的统一表征,建立两者顺序决策的双层优化模型,提出双层非线性区间优化方法进行求解.最后,通过算例分析验证了协同运行框架的有效性,得到了不同偏好条件下帕累托解集和分布式数据中心集群响应的变化规律.

关键词：数据中心柔性调节新能源不确定性协同运行区间优化