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稠油开采注汽锅炉在线综合预警关键技术

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：王军茹吴昊洋王军平易军凯北京信息科技大学自动化学院中国科学院自动化研究所

本文旨在对工作在高温高压下注汽锅炉的各项运行参数进行在线准确监测和异常预警，在对稠油开采注汽锅炉工况参数进行采集、处理、分析的基础上，提出对注汽锅炉显性故障和隐性故障进行检测的方案。首先采用LSTM神经网络，利用锅炉的时... 详细信息

本文旨在对工作在高温高压下注汽锅炉的各项运行参数进行在线准确监测和异常预警，在对稠油开采注汽锅炉工况参数进行采集、处理、分析的基础上，提出对注汽锅炉显性故障和隐性故障进行检测的方案。首先采用LSTM神经网络，利用锅炉的时序数据对系统进行分析和建模，完成锅炉显性故障检测和预警，并通过预测数据的方式缓解锅炉大时滞的特性；其次利用深度异常检测技术，将无故障判别标准的数据进行隐性故障分析和预警。本文所提出的综合预警方案对克拉玛依油田注汽锅炉进行了实验验证，预测误差仅有0.08%，同时异常检测范围也在设定值范围内。

关键词：稠油开采注汽锅炉大时滞神经网络时序数据显性故障隐性故障在线监测异常预警

考虑动车组周转和到发线运用的高铁列车运行多计划协同调整

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自动化学报 2024年第8期50卷 1577-1588页

作者：周敏顾灏璇董海荣刘仁伟刘瑄北京交通大学自动化与智能学院北京100044 中国铁路北京局集团有限公司北京100860

随着我国高速铁路快速发展,“八纵八横”高铁路网加密成型,呈现出运行环境复杂、行车密度高及长交路跨线运营等典型特征.一旦遭受大风、红光带、接触网挂异物和设备故障等突发事件,则将导致列车偏离运行计划,进而影响到发线运用和动车组... 详细信息

随着我国高速铁路快速发展,“八纵八横”高铁路网加密成型,呈现出运行环境复杂、行车密度高及长交路跨线运营等典型特征.一旦遭受大风、红光带、接触网挂异物和设备故障等突发事件,则将导致列车偏离运行计划,进而影响到发线运用和动车组(Eletric multiple units,EMU)周转计划.如何在调整运行图的同时保证动车组和到发线运用的可行性是提高列车运行调整效率的关键.针对区间双向中断场景下到发线运用冲突和动车组接续计划失效问题,采用取消列车、变更列车到发时刻、更换到发线、备用动车组接续等策略对运行图、动车组和到发线运用计划进行调整.基于事件−活动网络建立考虑动车组接续和到发线运用的列车运行协同调整模型,设计两阶段求解方法对模型求解.运用京津城际实际数据对模型和方法进行仿真验证,结果表明相比于先到先服务(First come,first served,FCFS)策略,多计划协同调整策略能有效降低列车晚点时间.与整体求解方法相比,两阶段求解方法能够保证模型求得解的质量且有效提高模型求解效率.

关键词：多计划协同调整动车组周转到发线运用事件−活动网络两阶段求解方法

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声波式机械天线的谐振频率调控方法

国防科技大学学报 2024年第4期46卷 96-103页

作者：崔勇李良亚王琛黄玉平袁志鸿陶云飞北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京精密机电控制设备研究所北京100076

声波式机械天线作为机械天线的重要类型之一,其谐振频率与固有频率高度耦合,而目前声波式机械天线受到材料尺寸限制,谐振频率较高,无法满足甚低频或更低频段的需求。为调控声波式机械天线的谐振频率,对声波式机械天线进行了振动建模,提... 详细信息

声波式机械天线作为机械天线的重要类型之一,其谐振频率与固有频率高度耦合,而目前声波式机械天线受到材料尺寸限制,谐振频率较高,无法满足甚低频或更低频段的需求。为调控声波式机械天线的谐振频率,对声波式机械天线进行了振动建模,提出了增加单边固定约束、增加自由端质量和去除天线部分材料三种方法,并通过有限元仿真对所提方法进行了验证。结果表明,三种方法均能有效调控声波式机械天线的谐振频率,且与解析模型具有良好的一致性。通过应力分布研究了三种调控谐振频率方法对天线辐射的电场强度或磁场强度的影响,对声波式机械天线的设计具有重要参考意义。

关键词：声波式机械天线甚低频固有频率有限元磁电复合材料

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制导炸弹类目标运动建模与仿真

兵器装备工程学报 2024年第10期45卷 206-210页

作者：王宝宝辛斌北京理工大学自动化学院北京100081 江苏自动化研究所江苏连云港222061

针对现代战争中制导炸弹对要地防空的主要威胁,提高防空武器系统的综合作战效能,结合制导炸弹的受力分析、运动分析,采用了极限参数动力学模型,由航迹控制函数根据制导炸弹的轨迹特性及过载能力限制给出制导炸弹在飞行过程中的受力及控... 详细信息

针对现代战争中制导炸弹对要地防空的主要威胁,提高防空武器系统的综合作战效能,结合制导炸弹的受力分析、运动分析,采用了极限参数动力学模型,由航迹控制函数根据制导炸弹的轨迹特性及过载能力限制给出制导炸弹在飞行过程中的受力及控制参数,并对国外典型的制导炸弹弹道进行了模拟仿真验证。验证结果表明,仿真产生的制导炸弹航迹数据比较真实地反映了滑翔类制导炸弹的运动规律,计算简单,实时性好,能够为防空武器对制导炸弹的拦截方式研究提供有效的仿真措施。

关键词：制导炸弹比例导引落角约束六自由度模型航迹仿真

测量噪声下的高超声速飞行器组合观测鲁棒控制

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宇航学报 2024年第2期45卷 203-211页

作者：张睿李世华魏振岩许斌东南大学自动化学院南京210096 西北工业大学自动化学院西安710129 北京机电工程研究所北京100074

针对高超声速飞行器大包络飞行时,风场等外部干扰和测量噪声导致控制系统性能变差甚至失稳的问题,提出了一种基于状态观测的高超声速飞行器鲁棒控制策略。考虑噪声和外部干扰影响下系统状态受扰的问题,设计了扩张状态观测器(ESO)和自适... 详细信息

针对高超声速飞行器大包络飞行时,风场等外部干扰和测量噪声导致控制系统性能变差甚至失稳的问题,提出了一种基于状态观测的高超声速飞行器鲁棒控制策略。考虑噪声和外部干扰影响下系统状态受扰的问题,设计了扩张状态观测器(ESO)和自适应Kalman滤波器(AKF)的特殊组合,在统计特性未知的噪声和外部干扰影响下准确估计系统状态。其中,自适应Kalman滤波器用于滤除噪声,为扩张状态观测器提供不受噪声影响的状态估计,扩张状态观测器连续为自适应Kalman滤波器提供外部干扰估计。基于系统状态估计设计线性高斯二次型控制器,实现高超声速飞行器精确轨迹跟踪。最后,通过仿真验证了该方法在测量噪声及风干扰影响下的鲁棒跟踪能力。

关键词：高超声速飞行器扩张状态观测器自适应Kalman滤波器鲁棒控制测量噪声

基于事件触发的网络化无人车自适应路径跟踪控制

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控制与决策 2024年第9期39卷 3069-3078页

作者：杨宇航王恒周欣李擎北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083

针对网络化无人车存在网络带宽、计算资源受限等问题,提出一种基于事件触发的自适应路径跟踪控制策略.考虑轮胎侧滑影响,建立车辆非线性路径跟踪模型,设计基于有限时间稳定的自适应反步控制器;通过设计自适应律估计侧滑角,抑制轮胎侧滑... 详细信息

针对网络化无人车存在网络带宽、计算资源受限等问题,提出一种基于事件触发的自适应路径跟踪控制策略.考虑轮胎侧滑影响,建立车辆非线性路径跟踪模型,设计基于有限时间稳定的自适应反步控制器;通过设计自适应律估计侧滑角,抑制轮胎侧滑效应对路径跟踪控制系统的影响,保证系统在有限时间内达到稳定且收敛至期望路径.所提出的事件触发机制可以在保证系统路径跟踪性能的前提下有效减少控制指令的传输次数.Simulink/CarSim联合仿真实验结果表明,在轮胎侧滑干扰的影响下,所设计的方法能够保证系统具有期望的路径跟踪性能,同时降低网络带宽占用率.

关键词：网络化无人车路径跟踪事件触发自适应反步法轮胎侧滑有限时间

基于语义分割与旋转目标检测的机器人抓取位姿估计

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控制与决策 2024年第9期39卷 2913-2922页

作者：孙先涛闻勇陈文杰智亚丽胡祥涛陈伟海安徽大学电气工程与自动化学院合肥230601 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

针对姿态任意、尺寸不一的物体以及抓取角度离散性问题,提出一种基于语义分割与旋转目标检测的单目位姿估计方法.阶段1:首先利用faster R-CNN (faster regions with convolutional neural networks features)进行抓取检测获取候选抓取框... 详细信息

针对姿态任意、尺寸不一的物体以及抓取角度离散性问题,提出一种基于语义分割与旋转目标检测的单目位姿估计方法.阶段1:首先利用faster R-CNN (faster regions with convolutional neural networks features)进行抓取检测获取候选抓取框;其次利用语义分割网络获取待抓取物体的轮廓信息;最后利用语义分割结果为每个待抓取物体筛选置信度最高的抓取框,同时完成角度粗估计.阶段2:利用旋转目标检测获取精细的抓取角度,以修正阶段1抓取框的偏转角.此外,考虑到抓取物具有多尺度的特点,提出一种多尺度特征融合模块,使金字塔的所有层共享相似的语义特征.针对智能算法求解逆运动学时出现迭代后期收敛速度慢的问题,利用牛顿法收敛速度快的优点,加快智能算法后期的收敛速度.基于V-REP仿真以及实际抓取检测实验表明,所提算法的抓取检测精度为98.4%,实际抓取成功率达到了88.3%,仿真抓取时的有害扭矩大小较修正前有所改善,能够满足机械臂抓取要求.

关键词：抓取检测语义分割特征金字塔 V-REP仿真

基于多模态掩码Transformer网络的社会事件分类

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北京航空航天大学学报 2024年第2期50卷 579-587页

作者：陈宏钱胜胜李章明方全徐常胜郑州大学河南先进技术研究院郑州450000 中国科学院自动化研究所北京100190

多模态社会事件分类的关键是充分且准确地利用图像和文字2种模态的特征。然而,现有的大多数方法存在以下局限性:简单地将事件的图像特征和文本特征连接起来,不同模态之间存在不相关的上下文信息导致相互干扰。因此,仅仅考虑多模态数据... 详细信息

多模态社会事件分类的关键是充分且准确地利用图像和文字2种模态的特征。然而,现有的大多数方法存在以下局限性:简单地将事件的图像特征和文本特征连接起来,不同模态之间存在不相关的上下文信息导致相互干扰。因此,仅仅考虑多模态数据模态间的关系是不够的,还要考虑模态之间不相关的上下文信息(即区域或单词)。为克服这些局限性,提出一种新颖的基于多模态掩码Transformer网络(MMTN)模型的社会事件分类方法。通过图-文编码网络来学习文本和图像的更好的表示。将获得的图像和文本表示输入多模态掩码Transformer网络来融合多模态信息,并通过计算多模态信息之间的相似性,对多模态信息的模态间的关系进行建模,掩盖模态之间的不相关上下文。在2个基准数据集上的大量实验表明:所提模型达到了最先进的性能。

关键词：多模态社会事件分类社交媒体表示学习多模态Transformer网络

基于联合参数辨识的粒子群优化扩展粒子滤波的锂电池荷电状态估计

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电工技术学报 2024年第2期39卷 595-606页

作者：贠祥张鑫王超范兴明桂林电子科技大学电气工程及其自动化系桂林541004

提高参数辨识的精度和SOC算法的精度是提高SOC估计的关键,该文提出了基于联合参数辨识的粒子群优化扩展粒子滤波的荷电状态(SOC)估计方法。在参数辨识阶段,结合遗忘因子递推最小二乘法在线辨识的优势,弥补粒子群辨识精度高但前期缺乏数... 详细信息

提高参数辨识的精度和SOC算法的精度是提高SOC估计的关键,该文提出了基于联合参数辨识的粒子群优化扩展粒子滤波的荷电状态(SOC)估计方法。在参数辨识阶段,结合遗忘因子递推最小二乘法在线辨识的优势,弥补粒子群辨识精度高但前期缺乏数据无法实时辨识的劣势,联合进行参数辨识;在SOC估计阶段,利用扩展卡尔曼滤波生成重要性密度函数,去克服粒子退化,同时采用粒子群优化算法优化重采样策略改进采样过程缓解粒子贫化。最后在联邦城市运行(FUDS)和US06高速公路运行(US06)工况下将所提算法与F-PF、F-PSO-PF、FPSO-PSO-PF进行了对比,结果表明,在FUDS工况下,方均根误差分别提高了65.4%、56.3%和43.5%;在US06工况下,方均根误差分别提高了45.8%、35.9%和35.1%,验证了所提算法具有较好的适应性和鲁棒性。

关键词：锂电池粒子群算法扩展粒子滤波算法荷电状态