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基于免疫-烟花算法的交通信号控制问题建模与优化

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云南大学学报（自然科学版） 2024年第4期46卷 618-629页

作者：乔志敏柯良军李永伟李峰太原工业学院自动化系山西太原030008 西安交通大学自动化科学与工程学院陕西西安710049

针对交通网内多交叉口信号协同控制问题,利用一种半分布式的三层构架对交通网进行区域分割,并根据车流动力学特性建立了一种交通信号协同优化模型.为了解决交叉口之间的相位差冲突问题,提出了一种分级策略,实现了相位差的最优配置.此外... 详细信息

针对交通网内多交叉口信号协同控制问题,利用一种半分布式的三层构架对交通网进行区域分割,并根据车流动力学特性建立了一种交通信号协同优化模型.为了解决交叉口之间的相位差冲突问题,提出了一种分级策略,实现了相位差的最优配置.此外,根据所建模型的特点提出了一种基于免疫的烟花算法,加快了算法的收敛速度,还避免了陷入局部最优,提高了算法的全局搜索能力和求解精度.实验结果表明,所提出的模型、算法以及分级策略在解决多交叉口信号协同控制和相位差冲突问题时具有一定的优势.

关键词：交通信号控制分级策略相位差免疫-烟花算法

基于敏感度分层优化的Halbach永磁电机电磁振动分析

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哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 142-153页

作者：高建宁高锋阳姚普宋志翔杨凯文高翾宇徐昊兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 西北工业大学自动化学院西安710072

为解决内置式永磁同步电机径向电磁力引起的电磁振动问题,提出一种分段永磁体采用Halbach充磁方式同时转子开设辅助槽的电机拓扑结构。首先,对电机气隙磁密、径向电磁力、电磁振动原理进行推导与分析,并建立有限元模型。其次,提出基于... 详细信息

为解决内置式永磁同步电机径向电磁力引起的电磁振动问题,提出一种分段永磁体采用Halbach充磁方式同时转子开设辅助槽的电机拓扑结构。首先,对电机气隙磁密、径向电磁力、电磁振动原理进行推导与分析,并建立有限元模型。其次,提出基于电磁场和机械场耦合的电磁振动分析方案,对电机径向电磁力进行时间空间阶次傅里叶分解,在机械场中,分析电机定子在不同频率下的振动加速度幅值大小,并计算出定子各阶模态。在此基础上,基于响应面法和多目标遗传算法构建电机参数敏感度分层优化方案,并求得样本点帕累托前沿从而确定电机最优参数,将优化后的电机与普通V型内置式电机进行比较。最后,在机械场中仿真得到转子所受等效应力和总变形,验证得所提电机结构符合机械设计要求。分析结果表明:所提出结构电机在不损失电磁转矩的基础上,径向电磁力幅值大幅度降低,抑制了齿槽转矩,改善了气隙磁密和反电势的正弦度,在提高电机电磁性能的同时抑制了电磁振动的发生。

关键词：内置式永磁同步电机 Halbach永磁体径向电磁力定子模态参数敏感度响应面法

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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西安710072 清华大学自动化系北京100084

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

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动态系统的实时安全性评估技术

自动化学报 2024年

作者：何潇刘泽夷胡嵩乔刘畅周东华清华大学自动化系山东科技大学电气与自动化工程学院

动态系统的实时安全性评估在防止潜在安全事故导致重大损失方面发挥着关键作用.随着系统功能和复杂性的日益增加,实时安全性评估技术面临着更大的挑战.该文阐述了动态系统实时安全性评估的概念定义,从环境的平稳性及评估模型的构建方式... 详细信息

动态系统的实时安全性评估在防止潜在安全事故导致重大损失方面发挥着关键作用.随着系统功能和复杂性的日益增加,实时安全性评估技术面临着更大的挑战.该文阐述了动态系统实时安全性评估的概念定义,从环境的平稳性及评估模型的构建方式两个维度出发提出了一种分类框架,给出了相应的问题描述,较系统地回顾了动态系统实时安全性评估技术的现有进展,讨论了针对不同实际系统的部署策略,分析了现有技术的发展趋势,探讨了实时安全性评估中亟待解决的问题与未来的发展方向.

关键词：动态系统实时安全性评估安全事故非平稳环境

基于GO/Mxene复合材料的柔性LC无线湿度传感器研究

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电子测量与仪器学报 2024年第6期38卷 154-160页

作者：张小勇寇海荣尚珍珍杨立波王勇博太原学院智能与自动化系太原030032

针对当前湿度传感器在检测范围、灵敏度等方面的不足及实际应用中对无源感知、可弯折能力等的需求,本文对基于GO/Mxene复合材料的柔性LC无线湿度传感器进行了研究。对传感器原理进行分析,设计了一个以聚酰亚胺为基底的柔性叉指电极天线... 详细信息

针对当前湿度传感器在检测范围、灵敏度等方面的不足及实际应用中对无源感知、可弯折能力等的需求,本文对基于GO/Mxene复合材料的柔性LC无线湿度传感器进行了研究。对传感器原理进行分析,设计了一个以聚酰亚胺为基底的柔性叉指电极天线,该天线谐振频率为146 MHz,并利用仿真软件得到了天线上的电场分布。制备了GO/Mxene复合材料,使用扫描电子显微镜和能谱分析仪对GO/MXene复合材料的表面形貌和微观结构等进行了表征,验证了复合材料的结构与组成元素。将所制备的复合材料作为湿度敏感材料置于天线上场强最强处完成了湿度传感器的制作。对传感器性能进行了测试,测试表明该传感器具有较高的灵敏度,在20~70%RH的相对湿度范围内,传感器的灵敏度达到了90.51 kHz/%RH,在70~95%RH的相对湿度范围内,灵敏度达到了651.86 kHz/%RH。同时该传感器的稳定性和响应时间性能良好,可实现人体呼吸监测,在健康检测、机器人皮肤等领域具有一定的应用前景。

关键词：湿度无线呼吸监测氧化石墨烯

面向悬臂结构数字孪生体的灰盒模型构建方法研究

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系统仿真学报 2024年

作者：张文嘉张和明清华大学自动化系

复杂工业场景中准确且具有高实时性的数字孪生体模型构建面临着诸多挑战。传统的仅基于机理或数据的模型构建方法均表现出一定的局限性。因此本研究基于灰盒建模思想，以悬臂式掘进机中的悬臂结构为对象，提出了一种结合机理模型特征并... 详细信息

复杂工业场景中准确且具有高实时性的数字孪生体模型构建面临着诸多挑战。传统的仅基于机理或数据的模型构建方法均表现出一定的局限性。因此本研究基于灰盒建模思想，以悬臂式掘进机中的悬臂结构为对象，提出了一种结合机理模型特征并带有自注意力机制的孪生体模型构建方法。该方法对原始输入进行灰度变换并与物理特征拼接，实现了机理信息的有机融合，不仅增强了孪生体模型的表达力与泛化性，也提高了训练效率；同时引入带有自注意力机制的数据模型结构，增强模型对时序特征的解析能力，进而提高孪生体模型精确度。该方法的有效性已在实验中得到验证，其建模效果相较传统方法有显著提升，为悬臂式掘进机的设计、操作和维护提供了全新的可能性。

关键词：数字孪生复杂系统建模灰盒建模悬臂结构

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《庄子》中的育人观对当代高校的意义

汉字文化 2024年第8期 193-195页

作者：李霞太原工业学院自动化系 030001

大学生是祖国的未来和民族的希望,能否将他们培养成社会主义合格的建设者和接班人,关系着中华民族伟大复兴的中国梦能否实现。《庄子》作为中华传统文学经典,蕴含着深刻的道理。穿越两千年的历史,它对于当代高校育人工作仍然具有重要的... 详细信息

大学生是祖国的未来和民族的希望,能否将他们培养成社会主义合格的建设者和接班人,关系着中华民族伟大复兴的中国梦能否实现。《庄子》作为中华传统文学经典,蕴含着深刻的道理。穿越两千年的历史,它对于当代高校育人工作仍然具有重要的意义。本文研究《庄子》中的育人观对当代高校的意义,旨在探讨古代哲学对现代教育的启示,以及如何应用这些思想指导当代高校教育。笔者进行该研究采取文献研究、历史研究、比较研究法,对《庄子》中的育人观进行全面解读和整理,深入理解其中的思想脉络和核心观点。笔者对比古代育人观与现代高校教育,可以发现现代高校教育存在一些不足之处,如忽视学生个体差异、缺少思想教育和价值引领等。我们需要借鉴古代观点进行改进。高校可以在掌握大学生思想特点和成长规律的基础上,根据大学生需求制定个性化的方案,采用润物无声的方式引导学生思考生命价值,面对困境能够安时处顺,在人生道路上奋发进取。总结来说,研究《庄子》中的育人观对当代高校的意义可以为高校教育决策和改革提供借鉴和启示。

关键词：《庄子》育人观高校教育思想特点个体差异

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基于神经网络算法的水陆两栖无人艇控制系统研究

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兵器装备工程学报 2024年第5期45卷 231-238页

作者：岳光任琳郭靖宇潘玉田雷欢葛林太原工业学院自动化系太原030008 太原工业学院电子工程系太原030008 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 中北大学智能武器研究院太原030051

针对近海登陆两栖作战等不适合士兵冲锋陷阵的高危环境,提出了基于神经网络算法的水陆两栖无人艇控制系统研究,伺服运动控制为控制系统的关键核心之一。鉴于目前传统两栖无人艇运动控制系统PID算法控制精度低、误差大、需人工调节参数... 详细信息

针对近海登陆两栖作战等不适合士兵冲锋陷阵的高危环境,提出了基于神经网络算法的水陆两栖无人艇控制系统研究,伺服运动控制为控制系统的关键核心之一。鉴于目前传统两栖无人艇运动控制系统PID算法控制精度低、误差大、需人工调节参数等缺陷,提出BP-PID神经网络算法,同时融合GWO算法(灰狼算法),利用其搜索能力优化网络权值和阈值,加快网络收敛,提高控制精度。首先,对水陆两栖无人艇的控制系统进行需求分析,继而完成两栖无人艇伺服运行控制系统数学和控制模型设计、神经网络算法构架等设计,将设计的算法引入两栖无人艇运动控制系统中,并且进行实验验证,得到行驶曲线。结果表明控制系统运行稳定、响应速度快、误差小,行驶轨迹精确等优点。为实现不适合士兵直达近海登陆作战高危未知环境提升作战力,保护士兵安全有很重要现实意义和实用工程价值,为未来武器装备的智能化研究发展提供借鉴。

关键词：水陆两栖无人艇履带式 BP-PID智能算法控制系统两栖作战

基于深度置信网络的多模态过程故障评估方法及应用

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自动化学报 2024年第1期50卷 89-102页

作者：张凯杨朋澄彭开香陈志文北京科技大学自动化学院北京100083 工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083 中南大学自动化学院长沙410083

传统的多模态过程故障等级评估方法对模态之间的共性特征考虑较少,导致当被评估模态故障信息不充分时,评估的准确性较低.针对此问题,首先,提出一种共性–个性深度置信网络(Common and specific deep belief network,CS-DBN),该网络充分... 详细信息

传统的多模态过程故障等级评估方法对模态之间的共性特征考虑较少,导致当被评估模态故障信息不充分时,评估的准确性较低.针对此问题,首先,提出一种共性–个性深度置信网络(Common and specific deep belief network,CS-DBN),该网络充分利用深度置信网络(Deep belief network,DBN)的深度分层特征提取能力,通过度量多模态数据间分布的相似性和差异性,进一步得到能够反映多模态过程共有信息的共性特征以及反映每个模态独有信息的个性特征;其次,基于CS-DBN,利用多模态过程的已知故障等级数据生成多模态共性–个性特征集,通过加权逻辑回归构建故障等级评估模型;最后,将所提方法应用于带钢热连轧生产过程的故障等级评估中.应用结果表明,随着多模态故障等级数据的增加,所提方法的评估准确率逐渐增加,当故障信息充足时,评估准确率可达98.75%;故障信息不足时,与传统方法相比,评估准确率提升近10%.

关键词：多模态过程故障等级评估共性–个性特征深度置信网络带钢热连轧

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