检索结果-南通市图书馆

基于扩张状态观测器的AUV固定时间滑模控制

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系统科学与数学 2024年

作者：贾雯杰王树波山东省工业控制技术重点实验室青岛大学自动化学院

针对六自由度的自主式水下航行器在内部不确定性及外部干扰下的三维轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于固定时间扩张状态观测器的滑模控制方法.首先通过一种固定时间扩张状态观测器估计系统不可测速度和集总扰动,同时使用了一种新的预设... 详细信息

针对六自由度的自主式水下航行器在内部不确定性及外部干扰下的三维轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于固定时间扩张状态观测器的滑模控制方法.首先通过一种固定时间扩张状态观测器估计系统不可测速度和集总扰动,同时使用了一种新的预设性能函数来提高系统的瞬态性能.利用观测器以及预设性能函数的输出,结合滑模面,设计了一种固定时间滑模控制器.所提出的控制方法使得跟踪误差能够在固定时间内快速收敛到零,且系统具有鲁棒性强以及稳态精度高的优点.通过数值仿真验证了该方法的有效性.

关键词：自主式水下航行器固定时间控制扩张状态观测器预设性能函数滑模控制

数据驱动与机理耦合的冷轧电机功率智能预测方法

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哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 28-35页

作者：曹雷董梓硕李晓华李旭张殿华轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(东北大学) 沈阳110819

电机功率计算在保证生产安全、制定轧制规程以及发挥设备能力等方面起到了重要作用。为提高计算精度,本文提出一种机理模型与数据驱动方法相结合的电机功率预测模型。首先,机理模型部分采用上界法得到解析解,然后将部分功率解析解(塑性... 详细信息

电机功率计算在保证生产安全、制定轧制规程以及发挥设备能力等方面起到了重要作用。为提高计算精度,本文提出一种机理模型与数据驱动方法相结合的电机功率预测模型。首先,机理模型部分采用上界法得到解析解,然后将部分功率解析解(塑性变形功率、张力功率和剪切功率)与相关变量输入长短时记忆(long short-term memory,LSTM)网络中训练,以提取变量数据之间的深度特征和时序相关性。结果表明:本文提出的时序耦合预测模型相对误差不超过±3.9%,且在相邻卷带钢轧制规程变化较大时,预测效果明显优于上界法和人工神经网络(artificial neural networks,ANN);从残差分布直方图中可以看到,上界法由于遗漏了摩擦系数和损失功率与其他参数间的强耦合关系,导致残差集中在±50 kW附近且不符合正态分布,而ANN和本模型均基本遵循正态分布,但本模型拟合精度更高;对比更广泛的模型评估指标,本模型具有更好的综合预测性能。此外,通过模型输出结果分析了电机功率与轧制长度、轧制速度之间的关系,表明本模型除具有高预测精度外,还与已知的参数间物理规律有较强一致性。

关键词：冷轧电机功率长短时记忆网络工业大数据上界法数学模型

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矩阵权重下的多智能体边能控性

系统科学与数学 2024年

作者：侯彩侠纪志坚青岛大学自动化学院山东省工业控制技术重点实验室

本文借助拓扑图从点图到线图的转换,研究了矩阵权重下多智能体系统的边能控性,其中动态发生在边上.首先,从图论的角度对线图的关联矩阵进行了定量分析,给出了线图关联矩阵的秩与连通分量个数之间的关系,进一步得到线图拉普拉斯矩阵零特... 详细信息

本文借助拓扑图从点图到线图的转换,研究了矩阵权重下多智能体系统的边能控性,其中动态发生在边上.首先,从图论的角度对线图的关联矩阵进行了定量分析,给出了线图关联矩阵的秩与连通分量个数之间的关系,进一步得到线图拉普拉斯矩阵零特征值的代数重数与连通分量的个数也存在一定的联系.其次,在领导者-跟随者结构模型下,得到了多智能体系统边可控时需要满足的两个条件.此外,根据规范变换的定义,将矩阵权重结构平衡下的符号线图变换为不含负边的无符号线图,结果表明,变换前后线图的可控性是等价的.最后,分析了线图可控性与点图可控性之间的关系.得到当点图结构不平衡时,线图的可控性等同于点图的可控性.

关键词：多智能体系统矩阵权重线图边可控性符号网络关联矩阵

一种消除周期性毛刺相位误差的互补格雷码双N步相移法

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 198-205页

作者：韩叔桓杨延西张新雨李昕杰西安理工大学自动化与信息工程学院西安710048 陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室西安710048

互补格雷码双N步相移法因其具有鲁棒性好、检测精度高等特点在条纹投影轮廓术领域成为研究热点。然而,传统互补格雷码双N步相移法存在检测效率低以及未消除周期性毛刺相位误差的问题。针对这些问题,本文对传统互补格雷码双N步相移法进... 详细信息

互补格雷码双N步相移法因其具有鲁棒性好、检测精度高等特点在条纹投影轮廓术领域成为研究热点。然而,传统互补格雷码双N步相移法存在检测效率低以及未消除周期性毛刺相位误差的问题。针对这些问题,本文对传统互补格雷码双N步相移法进行改进消除周期性毛刺相位误差,首先通过相机捕获形变条纹图像并计算出两组截断相位,然后利用两组截断相位的相关性消除检测数据中的相位差、周期性毛刺相位误差,再对两组截断相位进行融合,最后通过互补格雷码相位展开法对融合后的截断相位进行相位展开。实验得出本文方法在检测效率不变的情况下,能有效消除周期性毛刺相位误差,得到高精度展开相位,相比于未消除周期性毛刺相位误差的互补格雷码双N步相移法,本文检测方法精度提高了约24.57%,相比于互补格雷码N步相移法,本文检测方法精度提高了约6.29%。

关键词：双N步相移法展开相位周期性毛刺相位误差互补格雷码

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基于消息传递的机载雷达组网航迹融合

控制理论与应用 2024年第7期41卷 1235-1245页

作者：白向龙潘泉马恩淳郝宇航云涛西北工业大学自动化学院信息融合技术教育部重点实验室陕西西安710129

机载雷达组网航迹融合需要解决目标跟踪、数据关联与航迹管理3个子问题,然而这3个子问题相互耦合,采用开环序贯估计算法会导致性能下降.本文提出了一种基于消息传递的机载雷达组网航迹融合方法,该方法在联合优化框架下解决目标跟踪、数... 详细信息

机载雷达组网航迹融合需要解决目标跟踪、数据关联与航迹管理3个子问题,然而这3个子问题相互耦合,采用开环序贯估计算法会导致性能下降.本文提出了一种基于消息传递的机载雷达组网航迹融合方法,该方法在联合优化框架下解决目标跟踪、数据关联与航迹管理3个子问题.首先,建立机载雷达组网航迹融合的联合概率密度函数,并将其转换为因子图.其次,将因子图分解为置信传播区域与平均场近似区域.目标运动状态的统计模型服从共轭指数模型,因此采用平均场近似以获得简单的消息传递更新公式.数据关联包含一对一约束,因此采用置信传播.目标存在状态同样采用置信传播,以获得更好的近似结果.最后,可以通过闭环迭代框架近似估计后验分布,从而有效处理目标跟踪、数据关联与航迹管理之间的耦合问题.仿真结果表明,所提算法的性能优于多假设跟踪算法和联合概率密度关联算法.

关键词：航迹融合消息传递概率图模型平均场近似置信传播

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无衍射贝塞尔光束的传输调控研究进展(特邀)

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光学学报 2024年第10期44卷 3-22页

作者：李岩珂刘圣李鹏魏冰妍温丹丹赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

贝塞尔光束以其独特的无衍射传输特性得到了广泛的关注,在光学操控、光学加工、信息传输、光学成像等领域具有巨大的应用前景。为了丰富光束的传输特性,通过不同手段对贝塞尔光束传输的调控成为了热点问题。研究者提出不同的理论和方法... 详细信息

贝塞尔光束以其独特的无衍射传输特性得到了广泛的关注,在光学操控、光学加工、信息传输、光学成像等领域具有巨大的应用前景。为了丰富光束的传输特性,通过不同手段对贝塞尔光束传输的调控成为了热点问题。研究者提出不同的理论和方法,通过对贝塞尔光束进行不同维度的调控,构造了沿任意轨迹传输、轴上强度和偏振可调的新型类贝塞尔光束。从贝塞尔光束的基本特性出发,总结了近年来贝塞尔光束传输调控相关的研究进展,包括贝塞尔光束的传输轨迹控制、轴向强度和偏振态控制、束宽控制等基本调控手段,并分析了其传输和调控机理。

关键词：光场调控无衍射光束贝塞尔光束光传输

用于刑侦检测的日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计

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光学学报 2024年第4期44卷 273-282页

作者：宋逸辰唐玉凤赖涛袁沛琦丁骁炜毛珊赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

基于ARTCAM-407UV-WOM型紫外探测器,结合光学系统成像性能要求和光学元件成像特性,提出一种基于Qcon非球面和衍射表面的日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计方法。所设计的系统仅由5块透镜组成,采用氟化钙和熔融石英两种材料,工作波段为0.... 详细信息

基于ARTCAM-407UV-WOM型紫外探测器,结合光学系统成像性能要求和光学元件成像特性,提出一种基于Qcon非球面和衍射表面的日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计方法。所设计的系统仅由5块透镜组成,采用氟化钙和熔融石英两种材料,工作波段为0.24~0.27μm,连续变焦范围为40~100 mm。分析结果显示,该系统在整个变焦范围内,奈奎斯特空间频率在11 lp/mm处的调制传递函数值均高于0.7,全视场畸变小于0.06%,表明该设计方法能够满足日盲紫外连续变焦系统结构简单、体积小、像质优良、像面稳定等设计和刑侦检测使用要求,对此类光学系统的设计具有一定借鉴意义。

关键词：光学设计混合光学系统 Q型非球面日盲紫外光变焦光学系统

非制冷长波红外连续变焦光学系统的一种无热化设计

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光学学报 2024年第7期44卷 150-158页

作者：唐玉凤毛珊宋逸辰赖涛袁沛琦丁骁炜赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

为了满足长波红外(LWIR)热像仪在宽温度范围下连续变焦的需求,基于LWIR 320 pixel×320 pixel型红外探测器,设计了一款非制冷长波红外连续变焦光学系统。该系统可在宽温度范围下实现无热化,采用常见的硫系玻璃,工作波段为8~12μm,总长为... 详细信息

为了满足长波红外(LWIR)热像仪在宽温度范围下连续变焦的需求,基于LWIR 320 pixel×320 pixel型红外探测器,设计了一款非制冷长波红外连续变焦光学系统。该系统可在宽温度范围下实现无热化,采用常见的硫系玻璃,工作波段为8~12μm,总长为200 mm,仅由7片透镜组成。通过引入偶次非球面,可以使系统色差和轴外像差得到良好的校正,同时选用后固定组的最后一片透镜充当温度补偿组来调节焦距实现无热化。分析结果表明,该系统结构紧凑,可以在-40~60℃温度范围内和60~180 mm焦距范围内连续平滑变焦,并且全程成像质量良好(调制传递函数在20 lp/mm处均大于0.3),变焦和公差也具有良好的可实现性。

关键词：光学设计红外变焦系统长波红外像质评价

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基于马吕斯定律的液晶多维复用显示

光学学报 2024年第11期44卷 215-223页

作者：薛佳敏武炫光陈玮琦魏冰妍刘圣赵建林李鹏西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

采用基于马吕斯定律解耦调控光场振幅和相位的方法,设计了一种能够在可见光全波段实现近、远场空间双通道显示的平面液晶器件,分别通过调控透射场的振幅和相位实现器件表面图像显示及远场的傅里叶变换全息显示。利用远场共轭像强度与近... 详细信息

采用基于马吕斯定律解耦调控光场振幅和相位的方法,设计了一种能够在可见光全波段实现近、远场空间双通道显示的平面液晶器件,分别通过调控透射场的振幅和相位实现器件表面图像显示及远场的傅里叶变换全息显示。利用远场共轭像强度与近场图像强度间的关系,通过压缩近场图像的强度区间,可以消除全息显示的共轭像。此外,通过调控外场电压实现图像开、关态间的动态调控及响应波长的管理。这种电控的空间和波长维度复用的显示方法,为拓展液晶器件的功能提供了一种新途径。

关键词：液晶复用显示偏振光场调控全息