检索结果-内蒙古大学图书馆

北京航空航天大学学报 2023年第8期49卷 2108-2118页

作者：别桐朱晓庆付煜李晓理阮晓钢王全民北京工业大学信息学部人工智能与自动化学院北京100124 北京工业大学计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 北京工业大学信息学部计算机学院北京100124

现有的路径规划算法对路径规划过程中的路径安全性问题考虑较少,并且传统的近端策略优化(PPO)算法存在一定的方差适应性问题。为解决这些问题,提出一种融合进化策略思想和安全奖励函数的安全近端策略优化(Safe-PPO)算法,所提算法以安全... 详细信息

现有的路径规划算法对路径规划过程中的路径安全性问题考虑较少,并且传统的近端策略优化(PPO)算法存在一定的方差适应性问题。为解决这些问题,提出一种融合进化策略思想和安全奖励函数的安全近端策略优化(Safe-PPO)算法,所提算法以安全优先进行路径规划。采用协方差自适应调整的进化策略(CMA-ES)的思想对PPO算法进行改进,并引入危险系数与动作因子来评估路径的安全性。使用二维栅格地图进行仿真实验,采用传统的PPO算法和Safe-PPO算法进行对比;采用六足机器人在搭建的场景中进行实物实验。仿真实验结果表明:所提算法在安全优先导向的路径规划方面具有合理性与可行性:在训练时Safe-PPO算法相比传统的PPO算法收敛速度提升了18%,获得的奖励提升了5.3%;在测试时采用融合危险系数与动作因子的方案能使机器人学会选择更加安全的道路而非直观上最快速的道路。实物实验结果表明:机器人可以在现实环境中选择更加安全的路径到达目标点。

关键词：机器人导航路径规划深度强化学习近端策略优化安全路径选择

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一种气动肌肉拮抗驱动机器人关节的类人运动控制方法

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机器人 2019年第6期41卷 803-812页

作者：龚道雄何睿于建均左国玉北京工业大学信息学部自动化学院北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

为了实现气动人工肌肉拮抗驱动机器人关节系统的类人运动控制,针对该系统严重非线性的特点,本文将其控制问题视为一个非线性最优控制问题,根据人体手臂关节运动的最小加加速度模型设定系统的最优控制性能指标,首先采用扩张状态观测器将... 详细信息

为了实现气动人工肌肉拮抗驱动机器人关节系统的类人运动控制,针对该系统严重非线性的特点,本文将其控制问题视为一个非线性最优控制问题,根据人体手臂关节运动的最小加加速度模型设定系统的最优控制性能指标,首先采用扩张状态观测器将机器人关节模型线性化得到积分器串联标准型,然后在线性化模型基础上设计最优控制律,使机器人关节具有与人手臂关节相似的无约束运动轨迹.仿真结果表明,采用本文算法,机器人关节能实现大运动范围(0~120°)的类人运动,关节运动轨迹对负载的改变(1 kg^5 kg)不敏感,并且关节运动具有较好的抗扰动能力.在机器人关节实验平台上通过实物实验验证了算法的有效性,并进一步讨论了控制器参数的设计规则.本文算法需要整定的参数只有2个,适用于气动肌肉拮抗驱动关节的类人运动控制,能够满足协作机器人在本质安全性、运动柔顺性以及类人运动模式等方面的要求.

关键词：气动人工肌肉拮抗关节类人运动控制最优控制

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轮椅机器人异构主从臂关节空间中的运动映射研究

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电子学报 2018年第2期46卷 464-472页

作者：龚道雄何睿左国玉于建均北京工业大学信息学部自动化学院北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

轮椅机器人系统是一种用于帮助有肢体运动困难的老年人/残疾人完成各种日常生活操作的辅助机器人,研究异构主从臂之间的运动映射算法有助于提高此类机器人系统控制操作的便捷性和直观性.本文以人手臂作为通用主臂,异构的7DOF机械臂作为... 详细信息

轮椅机器人系统是一种用于帮助有肢体运动困难的老年人/残疾人完成各种日常生活操作的辅助机器人,研究异构主从臂之间的运动映射算法有助于提高此类机器人系统控制操作的便捷性和直观性.本文以人手臂作为通用主臂,异构的7DOF机械臂作为从臂,采用穿戴式人体运动运动捕捉系统获取人手臂的关节运动数据,然后根据从机械臂的构型特征将其关节分为肩、肘、腕3组,研究在关节空间中由主臂到从臂的运动映射算法以及从臂的自主避障算法,最终实现符合操作者日常习惯的异构从臂运动控制.本算法具有如下两个突出的优点:(1)老年人/残疾人可以根据生活直觉和日常习惯来控制机械从臂的运动,操作疲劳程度和出错率得到显著降低;(2)轮椅机器人在家庭等非结构化和受限空间中作业时的自身安全性得到显著提高.上述优点对于轮椅机器人系统在助老助残中的应用具有非常重要的意义.

关键词：轮椅机器人异构主从臂运动映射

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污水处理厂出水水质变量区间预测建模

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化工学报 2019年第9期70卷 3449-3457页

作者：柴伟郭龙航池彬彬北京工业大学信息学部自动化学院北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

为了实现污水处理厂的有效运行,需要建立能够精确描述水厂行为的模型。根据水厂入水和出水数据,采用径向基函数神经网络建立污水处理过程模型。考虑到建模误差有界,使用参数线性集员辨识算法分别得到隐含层到输出层各神经元连接权值向... 详细信息

为了实现污水处理厂的有效运行,需要建立能够精确描述水厂行为的模型。根据水厂入水和出水数据,采用径向基函数神经网络建立污水处理过程模型。考虑到建模误差有界,使用参数线性集员辨识算法分别得到隐含层到输出层各神经元连接权值向量的不确定集合描述。与现有的单输出区间预测模型相比,该模型能够根据水厂入水数据同时给出多个出水水质变量的置信区间。这些区间能表征出水变量的存在范围,从而实现水质变量的可靠估计,进而评估出水水质或水厂性能。此外,还将此出水区间预测模型用于污水处理厂的故障检测与隔离,以提高水厂运行的可靠性。实验结果表明文中所提方法的有效性。

关键词：污水处理模型参数估值预测故障检测与隔离集员辨识径向基函数神经网络

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基于改进遗传算法的DBN结构自适应学习算法

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计量学报 2021年第1期42卷 91-99页

作者：孙美婷刘彬北京工业大学信息学部人工智能与自动化学院北京100124 燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004

针对动态贝叶斯网络(dynamic bayesian network,DBN)是NP困难问题,提出基于改进遗传算法的DBN结构自适应学习算法。该算法计算最大互信息和时序互信息完成DBN结构搜索空间的初始化。在此基础上设计改进遗传算法,引入评分标准差构建交叉... 详细信息

针对动态贝叶斯网络(dynamic bayesian network,DBN)是NP困难问题,提出基于改进遗传算法的DBN结构自适应学习算法。该算法计算最大互信息和时序互信息完成DBN结构搜索空间的初始化。在此基础上设计改进遗传算法,引入评分标准差构建交叉概率和变异概率的自适应调节函数,以降低结构学习过程陷入局部最优解的概率。仿真结果表明,该算法在无先验知识的情况下,相比其他优化算法,汉明距离和运行时长平均减少了30%,37.3%,评分值平均增大了18.0%。

关键词：计量学动态贝叶斯网络时序互信息得分标准差自适应学习

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MEMS-INS室内行人定位三维地图匹配算法

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电子学报 2021年第1期49卷 111-116页

作者：任明荣孟娟王普北京工业大学信息学部自动化学院北京100124 北京工业大学数字社区教育部工程研究中心北京100124 北京工业大学计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

提高基于微机械(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的室内行人三维定位精度一直是一个研究热点和难点,其中器件误差是影响MEMS-INS精度的一个棘手问题.由于器件误差产生的机理十分复... 详细信息

提高基于微机械(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的室内行人三维定位精度一直是一个研究热点和难点,其中器件误差是影响MEMS-INS精度的一个棘手问题.由于器件误差产生的机理十分复杂,采用现有的修正技术无法准确地对误差进行估计建模,导致MEMS-INS的位置精度不高.本文从室内环境结构分析入手,提出了一种三维地图匹配的条件随机场算法.通过设计导航输出的位姿信息与室内状态点的数学关系,结合最佳轨迹求取的算法建立室内三维地图匹配的算法模型.最后通过算法求解出的最佳匹配点坐标修正惯性导航输出的位置误差.

关键词：微机械惯性导航系统室内行人定位条件随机场室内地图匹配

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基于条件随机场模型的室内地图匹配算法

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仪器仪表学报 2018年第5期39卷 107-114页

作者：郭红雨任明荣王普北京工业大学信息学部自动化学院北京100124 北京工业大学数字社区教育部工程研究中心北京100124 北京工业大学计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124

基于微机械系统（MEMS）技术的惯性导航系统（INS）,在室内定位领域受到了广泛的关注。为解决其定位精度随时间发散的问题,学者们提出融合室内地图的解决方法。但是目前的室内地图匹配算法存在匹配正确率不高、计算量大等问题。为了提... 详细信息

基于微机械系统（MEMS）技术的惯性导航系统（INS）,在室内定位领域受到了广泛的关注。为解决其定位精度随时间发散的问题,学者们提出融合室内地图的解决方法。但是目前的室内地图匹配算法存在匹配正确率不高、计算量大等问题。为了提高匹配的正确率,研究了一种基于条件随机场模型的地图匹配算法。算法采用闭环设计,将行人的最优匹配点作为个人导航系统的反馈量,对惯性导航系统输出的位置进行修正。位置修正提高了惯性导航输出位置信息的精度,因此将观测点坐标作为条件随机场模型的一个特征量。坐标点的提取是以行人行走的固定长度为依据,相对于已有文献中基于步长为坐标点的提取方式,该模型结构减小了每次状态点选取的个数,从而减少了算法的计算量。多次实测结果表明,该算法提高了地图匹配的正确率。

关键词：微机械系统个人导航条件随机场地图匹配

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污水处理出水BOD区间预测建模

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哈尔滨工业大学学报 2018年第2期50卷 71-76页

作者：柴伟纪镐南北京工业大学信息学部自动化学院北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室(北京工业大学) 北京100124 数字社区教育部工程研究中心(北京工业大学) 北京100124

生化需氧量(BOD)是评价水质的重要指标,也是污水处理过程中直接控制的参数.为了提高污水处理质量,需要寻找BOD的有效测量方法.本文给出一种新的BOD软测量方法,可以实现其保证估计.采用主元分析方法选取BOD预测的主要辅助变量.利用径向... 详细信息

生化需氧量(BOD)是评价水质的重要指标,也是污水处理过程中直接控制的参数.为了提高污水处理质量,需要寻找BOD的有效测量方法.本文给出一种新的BOD软测量方法,可以实现其保证估计.采用主元分析方法选取BOD预测的主要辅助变量.利用径向基函数神经网络的逼近能力,将其用于污水处理出水BOD软测量建模.径向基函数神经网络的中心被确定之后,考虑到建模误差有界,使用参数线性集员辨识算法得到网络输出权值的集合描述.在污水处理系统运行过程中,所建立好的软测量模型可以预测出水BOD的上下界.此外,建立多个软测量模型,并将多模型测量结果进行融合以降低单一模型所给结果的保守性.实验结果表明本文方法的有效性.

关键词：软测量污水处理径向基函数神经网络集员辨识区间预测

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基于折扣广义值迭代的智能最优跟踪及应用验证

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自动化学报 2022年第1期48卷 182-193页

作者：王鼎赵明明哈明鸣乔俊飞北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 北京人工智能研究院北京100124 智慧环保北京实验室北京100124 北京科技大学自动化学院北京100083

设计了一种基于折扣广义值迭代的智能算法,用于解决一类复杂非线性系统的最优跟踪控制问题.通过选取合适的初始值,值迭代过程中的代价函数将以单调递减的形式收敛到最优代价函数.基于单调递减的值迭代算法,在不同折扣因子的作用下,讨论... 详细信息

设计了一种基于折扣广义值迭代的智能算法,用于解决一类复杂非线性系统的最优跟踪控制问题.通过选取合适的初始值,值迭代过程中的代价函数将以单调递减的形式收敛到最优代价函数.基于单调递减的值迭代算法,在不同折扣因子的作用下,讨论了迭代跟踪控制律的可容许性和误差系统的渐近稳定性.为了促进算法的实现,建立一个数据驱动的模型网络用于学习系统动态信息,同时构造评判网络和执行网络用于近似迭代代价函数和计算迭代跟踪控制律.值得注意的是,我们提出了新颖的停止准则来保证迭代跟踪控制律的有效性.这种停止准则包含两个条件,一个条件用来保证迭代跟踪控制律的可用性,这有利于评估误差系统的渐近稳定性;而另一个条件用来确保跟踪控制律的近似最优性.最后,通过包括污水处理在内的两个应用实例验证了本文提出的近似最优跟踪控制方法的可行性和有效性.

关键词：自适应评判控制可容许性广义值迭代智能最优跟踪神经网络

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基于交通预测信息的电动汽车充电路径规划

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北京工业大学学报 2024年第8期50卷 974-984页

作者：师泽宇陈阳舟安树科北京工业大学交通工程北京市重点实验室北京100124 北京工业大学信息学部人工智能与自动化学院北京100124 云南警官学院治安管理学院昆明650223

针对电动汽车充电路径规划问题,以行程时间为优化目标,以荷电状态作为硬性约束,基于预测交通状态标定的动态异构交通网及车辆动力学模型,构建最优控制问题。为了在线求解,基于模型预测控制和强化学习方法,构建混合学习优化算法(hybrid l... 详细信息

针对电动汽车充电路径规划问题,以行程时间为优化目标,以荷电状态作为硬性约束,基于预测交通状态标定的动态异构交通网及车辆动力学模型,构建最优控制问题。为了在线求解,基于模型预测控制和强化学习方法,构建混合学习优化算法(hybrid learning optimization algorithm, HLOA),依托竞争深度Q网络(Dueling deep Q-networks, Dueling DQN),设计离线、在线模块,来实现参数的混合多步训练,并结合预测交通状态、网络拓扑及车辆动力学模型,输出在线行驶策略。采用某市局部路网构建交通仿真实验,分析预测交通信息的价值、HLOA算法可行性及结构必要性。结果表明,预测信息存在价值,HLOA在线结果可拟合最优策略且较其他算法精度提高33.65%。该研究可协助电动汽车用户导航,为自动驾驶电动汽车提供技术支撑。

关键词：智能交通系统车辆路径规划电动汽车充电路径规划强化学习在线寻优混合学习优化算法

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