检索结果-内蒙古大学图书馆

宇航学报 2023年第7期44卷 1008-1019页

作者：白成超王会霞郭继峰路坤锋哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 北京航天自动控制研究所北京100854 宇航智能控制技术国家级重点实验室北京100854

针对基于传统通信机制的高速飞行器集群控制策略鲁棒性低、所需通信量大的问题,提出一种基于深度强化学习框架的可自主调节通信数量的集群控制方法。其中,使用深度神经网络构建控制策略与通信策略耦合的集群控制策略,其输出包含控制飞... 详细信息

针对基于传统通信机制的高速飞行器集群控制策略鲁棒性低、所需通信量大的问题,提出一种基于深度强化学习框架的可自主调节通信数量的集群控制方法。其中,使用深度神经网络构建控制策略与通信策略耦合的集群控制策略,其输出包含控制飞行器运动的过载指令以及与邻近飞行器的通信数量。通过与任务环境的不断交互,训练出的集群控制策略能根据环境信息自主调整通信拓扑结构,保证集群控制的鲁棒性和较低的通信量。仿真结果表明,相比于集中式,分层式和分布式通信机制,所提的自适应通信机制可在较低的集群通信量下安全快速地控制飞行器集群到达目标点并且较好地保持编队队形。

关键词：高速飞行器通信拓扑集群控制深度强化学习自适应通信机制

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光场相机的标定误差对三维温度场重建的影响

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燃烧科学与技术 2022年第2期28卷 220-228页

作者：史景文齐宏孙安泰安向阳任亚涛哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 北京航天自动控制研究所北京100854 宇航智能控制技术国家级重点实验室北京100854 诺丁汉大学工学院诺丁汉NG72RD英国

高温燃烧现象广泛存在于航空航天、能源动力、冶金化工等工程领域的高温设备中.准确测量燃烧过程中的火焰温度分布,不仅有助于解析燃烧产物生成机理与热量传递过程,还可为设备安全运行、燃料充分利用及污染物有效控制提供支撑.针对发光... 详细信息

高温燃烧现象广泛存在于航空航天、能源动力、冶金化工等工程领域的高温设备中.准确测量燃烧过程中的火焰温度分布,不仅有助于解析燃烧产物生成机理与热量传递过程,还可为设备安全运行、燃料充分利用及污染物有效控制提供支撑.针对发光火焰,建立了适用于半透明介质的光场卷积成像模型,以火焰的光场图像作为测量数据,重构了火焰的三维温度分布,并介绍了光场相机强度标定和几何标定过程,进一步研究了不同标定误差对火焰温度测量的影响.

关键词：光场成像技术三维温度测量标定误差光场卷积成像反问题

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含有广义饱和函数的全局渐近稳定非线性PID控制

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机器人 2020年第5期42卷 568-582页

作者：牛国君曲翠翠潘博付宜利浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州310018 杭州新松机器人自动化有限公司浙江杭州311200 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

为解决传统饱和函数条件比较苛刻的问题,本文提出了一种饱和函数,并将其应用于线性PD(比例-微分)+非线性PI (比例-积分)控制律.应用李亚普诺夫稳定性定理和拉萨尔不变原理推导了非线性PID控制律全局渐近稳定条件.为提高非线性PID控制精... 详细信息

为解决传统饱和函数条件比较苛刻的问题,本文提出了一种饱和函数,并将其应用于线性PD(比例-微分)+非线性PI (比例-积分)控制律.应用李亚普诺夫稳定性定理和拉萨尔不变原理推导了非线性PID控制律全局渐近稳定条件.为提高非线性PID控制精度,以位置跟踪误差绝对值时间积分和关节力矩输出误差绝对值时间积分为目标函数,以全局渐近稳定性条件以及关节额定驱动力矩为约束条件,应用多目标遗传算法NSGA-II(non-dominated sorted genetic algorithm-II)进行非线性PID控制律参数整定.选择优化后位置跟踪误差绝对值时间积分最小的饱和函数,并研究含有该饱和函数的非线性PID控制律对模型不确定性、输入干扰力矩和噪声的鲁棒性.与传统PID控制律和含有传统饱和函数的非线性PID控制律相比,本文方法的位置跟踪精度分别提高了近2个数量级和1个数量级.提出的饱和函数在靠近平衡点处具有较强反作用,使误差快速收敛于平衡点,有助于提高非线性PID控制律的位置跟踪精度以及鲁棒性.

关键词：非线性PID(比例-积分-微分)控制饱和函数全局渐近稳定鲁棒性

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消防机器人底盘热防护多通道温度采集系统设计与试验

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计算机测量与控制 2022年第4期30卷 190-196,243页

作者：张慧贤张学贺马利民郭哲锋梁莉郭兆锋王文豪范一赢洛阳理工学院智能制造学院河南洛阳471023 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 上海倍伺特自动控制设备有限公司上海201818

针对消防机器人底盘工作环境不低于300℃的要求,以及对底盘型腔进行多点测温的需求,开发了基于Labview的消防机器人底盘热防护8通道温度采集软硬件系统;实现了基于串口Modbus RTU协议的温度数据采集与传输,系统具有用户注册、串口配置... 详细信息

针对消防机器人底盘工作环境不低于300℃的要求,以及对底盘型腔进行多点测温的需求,开发了基于Labview的消防机器人底盘热防护8通道温度采集软硬件系统;实现了基于串口Modbus RTU协议的温度数据采集与传输,系统具有用户注册、串口配置、温度曲线实时显示、超温声光报警、数据显示与保存、历史数据回放、数据表显示与小波降噪等功能;通过该系统对底盘型腔进行了4种工况的热防护温度检测试验,验证了系统的可靠性;此外,针对温度曲线中出现的噪声干扰,引入了小波分析,采用Labview与Matlab混合编程方法,通过小波阈值滤波算法对采集到的数据进行了降噪处理,并与各通道温度原始数据进行了对比,达到了较好的滤波效果;该系统可视化效果好,数据采集实时且准确,对工业现场多点温度的实时检测具有借鉴意义。

关键词： Labview 消防机器人热防护多通道温度采集小波分析

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基于BP神经网络辅助的惯性/天文组合导航方法

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中国惯性技术学报 2019年第4期27卷 486-491页

作者：孙洪驰穆荣军杜华军崔乃刚哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 北京航天自动控制研究所北京100854 宇航智能控制技术国家级重点实验室北京100854

针对高动态环境下惯性/天文组合导航精度下降的问题,提出一种基于神经网络辅助的惯性/天文组合导航方法。首先以组合导航滤波估计过程中的增益矩阵和动态环境下的惯性器件量测信息构建特征向量;然后,采用导航估计误差对BP神经网络进行训... 详细信息

针对高动态环境下惯性/天文组合导航精度下降的问题,提出一种基于神经网络辅助的惯性/天文组合导航方法。首先以组合导航滤波估计过程中的增益矩阵和动态环境下的惯性器件量测信息构建特征向量;然后,采用导航估计误差对BP神经网络进行训练;最后,利用BP神经网络的输出结果辅助修正组合导航系统。计算机仿真验证结果表明,相较于传统方法,基于BP神经网络辅助的惯性/天文组合导航系统的姿态估计精度可提高30%以上,在动态环境下姿态精度可以保持在5″(1σ)以内。所提出的方法对提高动态环境下惯性/天文组合导航系统的精度和适应能力具有一定的参考价值。

关键词：天文导航 BP神经网络惯性导航组合导航

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腹腔微创手术机器人的主从控制

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机器人 2019年第4期41卷 551-560页

作者：牛国君曲翠翠潘博付宜利浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州310018 哈尔滨工业大学机器人国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 杭州新松机器人自动化有限公司浙江杭州310000

为提高基于内窥镜的腹腔微创手术机器人系统的手眼协调一致性,提出了一种主从控制方法.基于旋量理论建立从手系统的正逆运动学模型,基于运动模型提出内窥镜坐标系下的主从运动控制算法,该算法包含了运动的一致性控制、相对运动控制和比... 详细信息

为提高基于内窥镜的腹腔微创手术机器人系统的手眼协调一致性,提出了一种主从控制方法.基于旋量理论建立从手系统的正逆运动学模型,基于运动模型提出内窥镜坐标系下的主从运动控制算法,该算法包含了运动的一致性控制、相对运动控制和比例运动控制.主手的腕部为被动方式(无电机驱动),不能在任意位置保持静止,在手术开始、中途中断或调节主手工作空间时,主手和从手姿态不能保持一致.为此,开展3种辅助功能实现研究,分别为主从姿态配准、手术器械更换和主从二次映射.最后进行了套环和穿线实验,这两组实验最大空间位置误差均小于1mm,说明该算法可有效地提高手眼协调的一致性.

关键词：微创手术机器人主从控制旋量理论运动控制

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基于三线阵CCD空间目标的高精度位姿解算

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光学学报 2018年第5期38卷 199-207页

作者：王艳袁峰姜宏陈伟哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001 战略支援部队兴城疗养院辽宁兴城125105 北京航天自动控制研究所三室北京100854

为了解决三线阵CCD空间目标位姿测量的精度问题,提出一种高精度位姿解算方法。该算法将所有线阵CCD相机的坐标系进行统一化处理。通过建立一个新的误差评价函数,运用改进的正交迭代算法求解位姿参数,并进行非线性优化。仿真和实际测量... 详细信息

为了解决三线阵CCD空间目标位姿测量的精度问题,提出一种高精度位姿解算方法。该算法将所有线阵CCD相机的坐标系进行统一化处理。通过建立一个新的误差评价函数,运用改进的正交迭代算法求解位姿参数,并进行非线性优化。仿真和实际测量结果表明,该算法有效避免了因数据恶化或初值选取等因素造成的不收敛或收敛差的问题。与传统算法相比,该算法测量精度和抗噪特性均得到有效改善,计算效率提高了4.6倍,实际测量的6个自由度的最大相对误差为0.71%。该测量系统可实现对空间目标的高精度实时测量,且具有安装方便、应用范围广等优点。

关键词：机器视觉正交迭代算法位姿解算线阵CCD 空间目标

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微小光学器件装配系统与实验研究

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光学精密工程 2018年第6期26卷 1462-1469页

作者：马立赵志杰周辅君叶萍荣伟彬上海大学机电工程与自动化学院上海200072 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所陕西西安710065 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

在激光陀螺谐振腔上精确装配微小光学器件合光棱镜和光电管的过程称为合光,它是激光陀螺制造过程中的关键环节。传统的人工合光装配效率低、质量一致性差,已不能满足激光陀螺的生产需求。因此,本文在分析合光原理的基础上,开发一套由合... 详细信息

在激光陀螺谐振腔上精确装配微小光学器件合光棱镜和光电管的过程称为合光,它是激光陀螺制造过程中的关键环节。传统的人工合光装配效率低、质量一致性差,已不能满足激光陀螺的生产需求。因此,本文在分析合光原理的基础上,开发一套由合光机构、信号处理、视觉检测及控制模块等组成的自动合光装配系统。根据合光装配特点,设计了双臂协同运动的合光机构,保证操作精准度的同时提高装配效率。激光陀螺合光信号易受干扰,提出采用Sallen-Key低通滤波器对合光信号进行滤波处理,有效地滤除了残杂噪声。控制模块通过机器视觉辅助完成合光棱镜的粗调,采用层次分析法综合多个评价参数确定光学器件的最佳位姿,实现合光装配自动化。试验结果表明,开发的激光陀螺合光装配系统能够成功地完成光学器件的精确装配。

关键词：精密装配微小器件信号处理视觉检测

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北京某教学楼空气源热泵供暖系统现场实验

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制冷学报 2018年第5期39卷 29-35页

作者：周超辉傅旭辉倪龙姚杨王军黄勇刘东哈尔滨工业大学建筑学院哈尔滨150090 黑龙江省建筑节能与能源利用重点实验室哈尔滨150090 丹佛斯自动控制管理(上海)有限公司上海200233

本文在2016—2017年供暖季,对北京某教学楼A、B两区域的空气源热泵地板供暖系统进行了现场实验,其中A区系统安装了室温控制和水力平衡装置,系统运行方式分为出水温度为35℃正常供暖的阶段1和20℃寒假防冻保护的阶段2。通过对室内外温度... 详细信息

本文在2016—2017年供暖季,对北京某教学楼A、B两区域的空气源热泵地板供暖系统进行了现场实验,其中A区系统安装了室温控制和水力平衡装置,系统运行方式分为出水温度为35℃正常供暖的阶段1和20℃寒假防冻保护的阶段2。通过对室内外温度、系统供回水温度及流量和耗电量长达67 d的监测,对比分析了两系统在寒冷地区的运行效果。实验结果表明:阶段1期间,A区不但能够保证室内房间温度更适宜,供热量也明显低于B区,耗电量实现24.4%的节能效果。此外,控制装置不会影响A区机组性能,A、B区的COP分别达到3.56和3.54,并且机组实际的运行性能与性能曲线接近。而阶段2期间,温控器设置未更改,A区节能率略有下降,达到16.3%,建议温控器匹配机组出水温度进行设置实现进一步的节能效果。

关键词：空气源热泵室温控制地板供暖节能率现场实验

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惯性/天文/卫星组合导航误差在线标定方法

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哈尔滨工业大学学报 2017年第4期49卷 88-94页

作者：踪华齐建宇熊攀汪渤刘准周志强宇航智能控制技术国家级重点实验室(北京航天自动控制研究所) 北京100854 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 北京理工大学自动化学院北京100081

为提高惯性/天文/卫星(INS/CNS/GNSS)组合导航系统长期工作时的精度,推导了基于四元数误差描述的组合导航系统误差状态方程和量测方程,利用分段定常系统(PWCS)定理,分析了不同输入条件下系统状态变量的可观测性和可观测度.结合可观测性... 详细信息

为提高惯性/天文/卫星(INS/CNS/GNSS)组合导航系统长期工作时的精度,推导了基于四元数误差描述的组合导航系统误差状态方程和量测方程,利用分段定常系统(PWCS)定理,分析了不同输入条件下系统状态变量的可观测性和可观测度.结合可观测性和可观测度分析结果,提出了利用星敏感器及卫星导航系统提供的姿态、位置矢量在线标定陀螺仪、加速度计和星敏感器误差参数的方法.可观测性分析和仿真试验结果表明,该方法可以精确在线估计出陀螺仪、加速度计、星敏感器的标度因数、零偏和安装误差,提高惯性/天文/卫星组合导航系统长期在轨工作的精度.

关键词：组合导航四元数误差 Kalman滤波在线标定可观测度星敏感器标度因数安装误差

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