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时变通信拓扑下车辆队列的自适应事件触发混合H_(∞)与无源性控制

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控制理论与应用 2025年第1期42卷 67-75页

作者：王斌斌石厅杭州电子科技大学自动化学院浙江杭州310061

本文研究了时变通信拓扑影响下,车辆自组织网络(VANET)上自动车辆的自适应事件触发队列控制问题.为了描述车对车(V2V)通信拓扑的时变特性,本文采用“基于平均驻留时间”的切换信号对其建模.为了降低通信负担,本文采用了一种新的自适应... 详细信息

本文研究了时变通信拓扑影响下,车辆自组织网络(VANET)上自动车辆的自适应事件触发队列控制问题.为了描述车对车(V2V)通信拓扑的时变特性,本文采用“基于平均驻留时间”的切换信号对其建模.为了降低通信负担,本文采用了一种新的自适应事件触发机制.与传统触发机制不同,该触发机制的阈值参数并非常数,而是能根据车辆的状态变化进行实时的动态调节,据此建立车辆队列误差模型.为降低外界扰动的影响,引入混合H_(∞)与无源性能指标,使控制系统对干扰具有较强的鲁棒性.通过构建模态依赖的李雅普诺夫函数,得到控制算法,并通过一个数值仿真验证了本文提出理论算法的有效性.

关键词：自动车辆车对车通信平均驻留时间自适应事件触发

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基于数字孪生的船舶制造车间监视系统的构建

系统仿真学报 2025年第2期37卷 517-528页

作者：胡天翔叶辉杨晓飞江苏科技大学自动化学院江苏镇江212000

为解决船舶制造车间生产信息不透明、设备数据采集困难等问题,基于Unity物理平台设计了数字孪生船舶制造车间监控系统。针对监视系统中船舶虚拟车间的构造、多源异构数据采集的数据传输方式、由数据驱动的虚实同步方法,以及数据可视化... 详细信息

为解决船舶制造车间生产信息不透明、设备数据采集困难等问题,基于Unity物理平台设计了数字孪生船舶制造车间监控系统。针对监视系统中船舶虚拟车间的构造、多源异构数据采集的数据传输方式、由数据驱动的虚实同步方法,以及数据可视化等关键步骤进行了阐释。实验设计船舶制造小组立焊接流水线生产过程的实时监控系统,完成了焊接流水线的3D场景复现以及在李生车间中对现实车间的生产监控,并通过虚实车间一致性验证了系统的可行性。

关键词：多源异构数据采集虚实同步数据可视化孪生车间生产监控一致性验证

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基于特征增强的海面强干扰目标检测

激光与光电子学进展 2025年第2期62卷 166-177页

作者：龙翔陈华杰吴浩宇余迪杭州电子科技大学自动化学院

针对海上搜救行动中海面目标检测任务面临的高动态背景干扰、多尺度目标检测、小目标特征信息易丢失等问题，基于特征增强、自适应特征融合的思想，以YOLOv8网络为基线模型，提出一种改进的TS-YOLOv8网络。首先，基于Transformer中的查... 详细信息

针对海上搜救行动中海面目标检测任务面临的高动态背景干扰、多尺度目标检测、小目标特征信息易丢失等问题，基于特征增强、自适应特征融合的思想，以YOLOv8网络为基线模型，提出一种改进的TS-YOLOv8网络。首先，基于Transformer中的查询机制设计TFF（Transformer-based feature fusion）模块，通过不同尺度特征之间的深度信息交互，对各特征层实现特征增强，再利用可学习参数对各层特征进行自适应特征融合。其次，引入几乎无参数的Shuffle Attention注意力机制，在保持网络轻量化的同时捕捉更多复杂的特征信息。在AFO数据集上进行所提模型与多种主流检测算法的对比实验和多组消融实验，相较于基线模型，所提方法的mAP50提高5.60百分点，达到95.14%,mAP95提高7.38百分点，检测速度达到110 frame/s。在SeaDronesSee数据集上进行多组消融实验，相较于基线模型，所提方法的mAP50提高4.47百分点，达到91.34%,mAP95提高5.92百分点，检测速度达到106 frame/s。以上结果表明，所提模型可充分满足海上搜救任务的苛刻要求。

关键词：特征融合特征增强目标检测海上搜救

考虑多控制环路影响的VSG型构网储能dq阻抗建模及稳定性分析

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储能科学与技术 2025年第1期14卷 222-239页

作者：陈建荣赵波赵炳洋北京信息科技大学自动化学院北京100192

新型电力系统同步机比例的减少对系统稳定运行带来挑战,构网储能系统因具有电压源外特性和良好的弱网稳定性受到广泛关注。但构网储能本质仍是多控制环路多控制参数的电力电子设备,因此构网储能自身稳定性问题需要考虑。目前针对多环路... 详细信息

新型电力系统同步机比例的减少对系统稳定运行带来挑战,构网储能系统因具有电压源外特性和良好的弱网稳定性受到广泛关注。但构网储能本质仍是多控制环路多控制参数的电力电子设备,因此构网储能自身稳定性问题需要考虑。目前针对多环路控制的跟网储能稳定性研究较多,而构网型的稳定性研究较少。因此本工作考虑虚拟同步发电机(VSG)型构网储能主电路与功率环,从实际控制需求角度出发,进一步考虑电压环、电流环以及虚拟阻抗环,选择dq坐标系,建立多环路小信号模型与等效输出阻抗模型。接着分析了控制环路参数对不同频段阻抗特性的影响,并由阻抗法进行并网小信号稳定性分析。最后通过仿真验证。相关结果表明:VSG型构网储能在低频段(1~10 Hz)存在负阻尼特性,功率环会诱发低频负阻尼谐振频率增大,电压环则会诱发系统中频段(10~100 Hz)出现负阻尼特性,电流环则会诱发系统高频段(100~10000 Hz)出现负阻尼特性。弱电网工况下,功率环阻尼的减小与虚拟惯量的增大、电压环比例系数的减小与积分系数的增大均会引发低频振荡导致系统失稳,而电流环对系统稳定性影响小。在短路比(SCR)为2时,引入虚拟阻抗环,功率环控制参数稳定区域面积扩大约1.67倍,电压环控制参数稳定区域面积扩大约4.5倍。

关键词：构网储能多控制环路 dq阻抗建模小信号稳定性

基于氯化钙-甲酸溶剂体系的Silk Ⅰ结构丝素蛋白支架材料的制备与性能

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功能高分子学报 2025年第2期38卷 157-166页

作者：翁敏仪王志伟宁晚娥王倩黄继伟广西科技大学生物与化学工程学院广西柳州545006 广西科技大学天虹现代纺织产业学院广西柳州545006

首先以氯化钙-甲酸为溶剂溶解脱胶蚕丝,然后采用自制的加湿处理装置对溶解液进行加湿处理,接着将其置于稀碱溶液中进行透析得到丝素蛋白水溶液,最后针对所得丝素蛋白水溶液进行冷冻诱导和冷冻干燥,制备出了具有Silk Ⅰ结构的丝素蛋白支... 详细信息

首先以氯化钙-甲酸为溶剂溶解脱胶蚕丝,然后采用自制的加湿处理装置对溶解液进行加湿处理,接着将其置于稀碱溶液中进行透析得到丝素蛋白水溶液,最后针对所得丝素蛋白水溶液进行冷冻诱导和冷冻干燥,制备出了具有Silk Ⅰ结构的丝素蛋白支架材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)和力学分析等对所得丝素蛋白支架材料的形貌、结构、热稳定性、孔隙率、力学性能和酶降解性能等进行了表征和测试。结果表明,所制备的丝素蛋白支架材料具有稳定的Silk Ⅰ结构、可调控的孔隙率、酶降解性和力学性能。

关键词：丝素蛋白支架材料 Silk Ⅰ结构氯化钙-甲酸溶剂体系冷冻干燥法

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基于SOC的储能锂电池分层主动均衡研究

自动化仪表 2025年第3期46卷 13-18页

作者：邓端庆罗文广广西科技大学自动化学院广西柳州545616

储能电池系统由多个锂电池模组串联构成,模组间的一致性难以保障,容易出现电量不均衡现象,从而影响电池功率和能量的性能发挥。为了解决上述问题,以荷电状态(SOC)为均衡变量,设计一种分层控制的主动均衡拓扑。创新性地提出了组内使用双... 详细信息

储能电池系统由多个锂电池模组串联构成,模组间的一致性难以保障,容易出现电量不均衡现象,从而影响电池功率和能量的性能发挥。为了解决上述问题,以荷电状态(SOC)为均衡变量,设计一种分层控制的主动均衡拓扑。创新性地提出了组内使用双向降压-升压变换器、组间使用双向反激变换器的拓扑,使得组内和组间同时均衡。通过模糊控制动态调节均衡电流的大小,实现电池能量的转移,并提高均衡效率。使用Matlab搭建仿真模型,对六个单体电池进行静置和充放电均衡试验。试验结果表明:所提拓扑与传统单层降压-升压变换器拓扑相比至少减少了27.2%的均衡时间,从而验证了该拓扑的可行性和先进性。该研究能保障储能电池的安全性,对电池均衡控制领域有较高的参考价值。

关键词：储能锂电池荷电状态主动均衡分层控制降压-升压反激变换器模糊控制

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基于辅助光投影的单目果实视觉定位方法

中国农业文摘-农业工程 2025年第2期37卷 50-55页

作者：郭家祥马兆敏广西科技大学自动化学院广西柳州545006

【目的】针对果实采摘机器中单目视觉定位操作简单但精度不足问题,根据光线投影原理引入辅助光获取果实的地面投影,提出了一种基于果实投影的单目视觉定位方法。【方法】该视觉定位系统包括两盏投影灯和一台相机。首先通过不同位置的两... 详细信息

【目的】针对果实采摘机器中单目视觉定位操作简单但精度不足问题,根据光线投影原理引入辅助光获取果实的地面投影,提出了一种基于果实投影的单目视觉定位方法。【方法】该视觉定位系统包括两盏投影灯和一台相机。首先通过不同位置的两盏投影灯在地面形成交叉投影区域,然后利用神经网络对地面交叉投影区域进行标定,建立交叉投影区域内图像坐标系与世界坐标系间的坐标映射模型;再将视觉定位系统放置到果实前,在地面交叉投影区域产生果实投影,并求出果实投影质心在图像中的坐标;接着通过坐标映射模型获取果实投影的地面坐标;最后结合投影灯和摄像头的位置信息在三维空间建立直线方程,通过广义逆矩阵求方程的最小二乘解,得到果实位置。为验证定位算法精度,分别进行了果实位置测量和果实采摘的仿真实验。【结果】在果实位置测量中,各个坐标轴平均误差在1cm以内;在果实采摘仿真中,成功率为93%。【结论】实验表明,该定位方法的精度可以满足果实采摘的需求,为果实采摘设备的开发提供了理论基础。

关键词：投影视觉标定最小二乘解定位

基于改进YOLOv7-tiny的硅钢片表面缺陷检测算法

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组合机床与自动化加工技术 2025年第2期 171-176页

作者：李克讷陈福丁李永革樊香所陈健民广西科技大学自动化学院柳州545000 广西柳州特种变压器有限责任公司柳州545000

针对硅钢片表面缺陷检测容易出现漏检、检测区域不准确、多重检测等问题,提出一种改进YOLOv7-tiny的硅钢片表面缺陷检测算法:SMCS-YOLOv7 tiny算法。首先,基于SimAM注意力机制构建ELAN-SIM模块,增强模型对目标特征信息的提取能力;其次,... 详细信息

针对硅钢片表面缺陷检测容易出现漏检、检测区域不准确、多重检测等问题,提出一种改进YOLOv7-tiny的硅钢片表面缺陷检测算法:SMCS-YOLOv7 tiny算法。首先,基于SimAM注意力机制构建ELAN-SIM模块,增强模型对目标特征信息的提取能力;其次,使用Mish激活函数代替原网络中的Leaky ReLU激活函数,提高模型的非线性特征提取能力;再次,在Neck层添加CoordConv模块,增强模型的空间感知能力;最后,采用SIoU损失函数加快模型收敛速度。实验结果表明,SMCS-YOLOv7 tiny算法在硅钢片缺陷数据集上的准确度P、召回率R、mAP@0.5分别达到88%、78.1%和85.7%,较原YOLOv7-tiny算法分别提高了2.2%、3%和2.5%。相比传统的硅钢片表面缺陷检测方法,提出的算法实现了更精准检测效果。

关键词：缺陷检测 YOLOv7-tiny 注意力机制空间感知损失函数

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异构无人系统协同控制研究进展

工程科学学报 2025年第1期47卷 66-78页

作者：郭兴李擎姚其家鲁小雅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

面对复杂化、多样化和立体化的任务需求,异构无人系统将空、地、海跨域优势互补,最大化提升系统各方面能力,为未来协同作战和智慧民生提供有力的技术保障.首先,梳理了国内外在跨域协同领域出台的推动性文件,介绍了异构无人系统在军用、... 详细信息

面对复杂化、多样化和立体化的任务需求,异构无人系统将空、地、海跨域优势互补,最大化提升系统各方面能力,为未来协同作战和智慧民生提供有力的技术保障.首先,梳理了国内外在跨域协同领域出台的推动性文件,介绍了异构无人系统在军用、科研院所和民用等三方面的实际应用.其次,针对异构无人系统关键技术之一的协同控制,分别阐述了异构无人系统协同控制在一致性、轨迹跟踪和编队‒合围等三方面的最新进展.此外,还特别讨论了在不同通信条件下协同控制所面临的挑战和解决方案.其中,由于一致性和轨迹跟踪存在上层控制理论性和下层控制可行性的区别,进一步从滑模控制、自适应控制、反步控制和自适应动态规划等四方面对轨迹跟踪研究展开阐述.然后,为了更好地促进异构无人系统协同控制在实际中的应用,通过总结前人相关工作,讨论了其在多约束控制与实时性、多任务切换控制和跨域通信下稳定性等三方面亟需解决的技术瓶颈.最后,综合异构无人系统协同控制研究现状和实际需求来看,指出了其在深度强化学习与分布式博弈、人机交互以及反群体智能等三方面的发展趋势.

关键词：异构无人系统协同控制跨域协同任务需求技术瓶颈