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考虑输出约束及外部干扰的柔性航天器振动控制

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北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1560-1567页

作者：刘姝阳杨洪磊张振国李元春长春工业大学电气与电子工程学院长春130012

针对具有输出约束及外部干扰的柔性航天器系统,提出一种直接关节力矩输入的振动控制方法。利用哈密顿原理,系统动力学特性由偏微分方程(PDE)和常微分方程(ODE)耦合组成的分布参数模型来描述。设计了非线性干扰观测器补偿外界干扰,并基... 详细信息

针对具有输出约束及外部干扰的柔性航天器系统,提出一种直接关节力矩输入的振动控制方法。利用哈密顿原理,系统动力学特性由偏微分方程(PDE)和常微分方程(ODE)耦合组成的分布参数模型来描述。设计了非线性干扰观测器补偿外界干扰,并基于正切型障碍李雅普诺夫函数解决了航天器姿态角度误差和振动误差的多输出约束问题。利用扩展的拉塞尔不变集原理和半群理论证明了系统的渐近稳定性。不仅实现了姿态角的位置控制,还抑制了柔性航天器的弹性振动。通过对比仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：输出约束干扰观测器直接关节力矩输入分布参数模型障碍李雅普诺夫函数

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高超声速滑翔飞行器多模型鲁棒跟踪方法

宇航学报 2024年第2期45卷 155-166页

作者：王瑞鹏王小刚张豪杰哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 北京电子工程总体研究所北京100854

针对高超声速滑翔飞行器(HGV)具有机动能力强、机动样式多变、机动时机不确定等特点,提出了一种基于有向图变结构多模型的鲁棒跟踪(CHF-DSVSMM)方法。考虑到高超声速滑翔飞行器的跳跃滑翔运动特性,建立了包括自适应非零均值衰减震荡(ANM... 详细信息

针对高超声速滑翔飞行器(HGV)具有机动能力强、机动样式多变、机动时机不确定等特点,提出了一种基于有向图变结构多模型的鲁棒跟踪(CHF-DSVSMM)方法。考虑到高超声速滑翔飞行器的跳跃滑翔运动特性,建立了包括自适应非零均值衰减震荡(ANMDO)模型、“当前”统计模型(CSM)等机动模型的模型集。针对固定结构多模型算法存在模型相互竞争、运算时间长的缺点,设计了基于有向图结构的切换准则自适应地改变模型集构成,提高模型匹配性。对于地基雷达探测中存在闪烁噪声的问题,采用容积Huber-based滤波方法进行状态估计。仿真结果表明,所提算法与现有方法相比具有更高的跟踪精度,并对闪烁噪声具有良好的鲁棒性。

关键词：高超声速目标变结构多模型有向图切换 Huber滤波

基于正余弦分解和DCT域的干涉条纹去噪算法

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中国激光 2024年

作者：刘禹陈戈华长春工业大学电气与电子工程学院

双偏振干涉技术是利用光的偏振特性和干涉现象来分析和测量材料的光学技术，为了消除干涉图像中的噪声干扰，本文提出了一种基于正余弦分解和离散余弦变换（DCT）的去噪算法。首先通过正余弦分解获取干涉图像的映射图像，然后在DCT频域... 详细信息

双偏振干涉技术是利用光的偏振特性和干涉现象来分析和测量材料的光学技术，为了消除干涉图像中的噪声干扰，本文提出了一种基于正余弦分解和离散余弦变换（DCT）的去噪算法。首先通过正余弦分解获取干涉图像的映射图像，然后在DCT频域中对DCT系数进行压缩，最后利用反正切运算重构去噪后的图像。将所提算法与传统的滤波方法、偏微分方程图像处理技术、FNLM和WNNM算法以及无监督深度学习去噪策略（N2N）进行对比实验。对比实验表明：所提算法在峰值信噪比（PSNR）和结构相似性（SSIM）评价指标上优于其他对比算法。去噪前后的干涉图像组相移曲线对比中，所提算法去除了异常跳变，进一步验证了算法的有效性，能够提高双偏振干涉技术后续计算的准确性。

关键词：图像处理干涉条纹图像正余弦分解离散余弦变换(DCT)

基于SCSSA-BiLSTM的变压器故障诊断模型

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南方电网技术 2024年

作者：汪繁荣李州湖北工业大学电气与电子工程学院

针对变压器故障诊断存在诊断精度不高和麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)存在易陷入局部最优的问题，提出了一种基于融合正余弦和柯西变异的麻雀搜索算法(sine-cosine and Cauchy mutation sparrow search algorithm,SCSSA)... 详细信息

针对变压器故障诊断存在诊断精度不高和麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)存在易陷入局部最优的问题，提出了一种基于融合正余弦和柯西变异的麻雀搜索算法(sine-cosine and Cauchy mutation sparrow search algorithm,SCSSA)优化双向长短期记忆网络(bi-directional long-short term memory,BiLSTM)的变压器故障诊断模型。首先，基于油中溶解气体分析(dissolved gas analysis,DGA)法，以五种特征量作为输入，其次利用正余弦策略和柯西变异策略对麻雀算法进行改进，然后将SCSSA算法、SSA算法和灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)在4种测试函数上进行性能对比，验证了SCSSA算法的优越性。最后利用SCSSA算法对BiLSTM网络中的参数进行优化，从而提高BiLSTM网络在变压器故障诊断中的性能。实验结果表明，所提SCSSA-BiLSTM故障诊断模型的综合诊断精度为95.1%，相比于SSA-BiLSTM、GWO-BiLSTM、BiLSTM和LSTM模型分别提高了7.3%、12.2%、14.6%、19.5%，并且SCSSA-BiLSTM模型有着更好的鲁棒性。

关键词：变压器故障诊断麻雀搜索算法双向长短期记忆网络诊断精度

考虑多端协同的VSC-MTDC系统事件触发频率支撑策略

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电网技术 2024年

作者：王成伟赵熙临杜茂源叶霄宇任吉平湖北工业大学电气与电子工程学院

对换流站的控制能够实现多端柔直系统在电网调频过程中的相互支撑。但不同扰动下，需考虑换流站的功率裕度及频率、电压之间的耦合性，以提升MTDC系统的调频能力。本文对此展开研究，首先，根据各区域频率、直流电压及传输功率等信息，... 详细信息

对换流站的控制能够实现多端柔直系统在电网调频过程中的相互支撑。但不同扰动下，需考虑换流站的功率裕度及频率、电压之间的耦合性，以提升MTDC系统的调频能力。本文对此展开研究，首先，根据各区域频率、直流电压及传输功率等信息，以各VSC在分担不平衡功率时的参与度一致、频率偏差变化率最小为目标设计触发规则，作为是否进行改进下垂控制策略切换的依据。其次，触发事件发生后，为减小传统P-Udc-f下垂控制中电压、频率的耦合，控制受扰区域换流站工作在P-f下垂控制模式，未受扰区域换流站工作在P-Udc下垂控制模式；并在常规下垂系数设置基础上，设计考虑VSC功率裕度因子等因素的下垂系数调整举措。仿真结果表明，所提策略能有效均衡各VSC分担不平衡功率时的参与度，减小直流电压及各区域频率偏差。

关键词：多端柔直系统频率支撑事件触发下垂控制一致性

基于FPGA的低开销强TERO PUF设计与实现

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华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第9期52卷 16-22页

作者：徐元中张月皎鲁犇贺章擎湖北工业大学电气与电子工程学院

瞬态效应环形振荡器物理不可克隆函数（TERO PUF）作为一种新型的物理不可克隆函数（PUF）电路，可以解决目前主流的环形振荡器物理不可克隆函数（RO PUF）存在的频率锁定问题．但现有的TERO PUF生成的激励响应对数量有限，并且其输出... 详细信息

瞬态效应环形振荡器物理不可克隆函数（TERO PUF）作为一种新型的物理不可克隆函数（PUF）电路，可以解决目前主流的环形振荡器物理不可克隆函数（RO PUF）存在的频率锁定问题．但现有的TERO PUF生成的激励响应对数量有限，并且其输出易受环境影响而不可靠．为此，提出了一种低开销和高可靠的基于比特自检的强TERO PUF （BST-STPUF），其中N级的结构就可以产生3×22N比特响应．该结构在传统TERO单元的每一个反相器之间都插入了一个2选1的多路选择器，以控制逆变器的选择，进而生成指数级别的激励响应空间，通过使用可编程延迟线来降低开销．其次，通过使用比特自检的方法实时动态检测PUF响应的可靠性，提取可靠的响应．最后，引入Pico PUF对激励响应对模糊化处理，增加建模攻击的难度．现场可编程门阵列（FPGA）的实验结果表明：一个14级的BST-STPUF仅使用145个查找表（LUTs）就可以产生3×228比特响应，硬件开销大幅降低，同时响应输出的比特错误率可以减小到1×10-8以下，具有良好的性能．

关键词：瞬态效应环形振荡器物理不可克隆函数(TERO PUF) 强物理不可克隆函数(strong PUF) 可编程延迟线低开销可靠性增强

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基于信息分形的行人轨迹预测方法

电子与信息学报 2024年第2期46卷 527-537页

作者：杨田王钢赖健汪洋哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学电子与信息工程学院深圳518055 哈尔滨工业大学智能海洋工程研究院深圳518055

行人轨迹预测应用十分广泛,比如自动驾驶、机器人导航等。在轨迹预测中,一些不确定信息给轨迹预测任务带来了挑战,比如判别器中对轨迹信息判别的不确定,复杂的交互信息。在不确定信息处理科学领域,信息分形能有效处理不确定信息的不确... 详细信息

行人轨迹预测应用十分广泛,比如自动驾驶、机器人导航等。在轨迹预测中,一些不确定信息给轨迹预测任务带来了挑战,比如判别器中对轨迹信息判别的不确定,复杂的交互信息。在不确定信息处理科学领域,信息分形能有效处理不确定信息的不确定性和复杂性。受此启发,为了充分处理判别器中轨迹信息判别的不确定性,提升预测精度,该文提出了基于信息分形的轨迹预测方法。首先,场景信息和历史轨迹信息被特征提取模块提取。然后,通过注意力模块获取到场景-行人之间的交互信息与行人-行人之间的交互信息。最后基于生成对抗网络和信息分形生成合理的轨迹。在两个公共数据集ETH/UCY上实验表明,该方法能有效处理轨迹信息的不确定性,提高轨迹预测的精度。比如突然转弯、从后方超越前人、避让等行为的轨迹都能有效预测。在平均位移误差(ADE)和终点位移误差(FDE)上相比基准模型误差平均降低了11.11%和23.48%。

关键词：行人轨迹预测不确定信息处理信息分形生成对抗网络

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弹性驱动系统的振动抑制及陷波器设计分析

机械科学与技术 2024年

作者：章国光陈超凡詹云峰湖北工业大学电气与电子工程学院

针对二惯性弹性驱动系统，传统的极点配置法只能通过相同实部、半径、阻尼系数等代表性的极配置来进行系统设计，为了提高系统设计的自由度，导入参数平面法解决参数设计及调节问题。基于参数平面法进行PI控制系统设计，分析系统的阻尼... 详细信息

针对二惯性弹性驱动系统，传统的极点配置法只能通过相同实部、半径、阻尼系数等代表性的极配置来进行系统设计，为了提高系统设计的自由度，导入参数平面法解决参数设计及调节问题。基于参数平面法进行PI控制系统设计，分析系统的阻尼特征，针对系统欠阻尼的特性，在系统中导入传统陷波器，研究使用陷波器对机械谐振的抑制效果。最后通过设计分析与仿真表明，系统的阻尼特性与惯性比密切相关，且陷波器可使系统阻尼特性提高，表明参数平面法对二惯性系统参数调节的简单有效。

关键词：二惯性弹性系统机械谐振参数平面法陷波器 PI控制器

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密封电子元器件与装置多余物检测发展综述

电工技术学报 2024年第10期39卷 3152-3179,3217页

作者：李鹏飞翟国富孙志刚王国涛赵相江哈尔滨工业大学电器与电子可靠性研究所哈尔滨150001 黑龙江大学电子工程学院哈尔滨150080

密封电子元器件与装置作为航天系统中的重要组成部分,具有高精密性、高可靠性以及高复杂性的典型特点,而多余物问题是严重影响其高可靠性的主要因素之一。随着航天技术的快速发展,多余物检测技术也在不断改进与深入。该文以认识多余物... 详细信息

密封电子元器件与装置作为航天系统中的重要组成部分,具有高精密性、高可靠性以及高复杂性的典型特点,而多余物问题是严重影响其高可靠性的主要因素之一。随着航天技术的快速发展,多余物检测技术也在不断改进与深入。该文以认识多余物、控制多余物产生以及检测多余物为主线,围绕多余物的防控方法、检测方法、检测标准进行综合论述。着重分析了检测方法中的颗粒碰撞噪声检测(PIND)方法,分别从小型元器件多余物检测、中大型装置多余物检测两个角度,针对现有研究进展逐一进行了详细的介绍。在此基础上,结合现有国内多余物检测研究的现状,针对多余物检测的难点与未来发展趋势进行归纳,并提出了期望与目标。

关键词：密封电子元器件与装置多余物检测颗粒碰撞噪声检测(PIND)方法标准预防与控制