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自动化学报 2019年第4期45卷 749-758页

作者：刘凡杨洪勇杨怡泽李玉玲刘远山鲁东大学信息与电气工程学院新南威尔士大学电气工程与电信学院

针对动态多智能体系统协同控制问题,本文研究了带有不匹配干扰的二阶多智能体系统的有限时间包容控制,提出了基于非线性积分滑模控制(Integral sliding-mode control, ISMC)的复合分布式包容控制算法.首先利用Lyapunov稳定性和齐次性定... 详细信息

针对动态多智能体系统协同控制问题,本文研究了带有不匹配干扰的二阶多智能体系统的有限时间包容控制,提出了基于非线性积分滑模控制(Integral sliding-mode control, ISMC)的复合分布式包容控制算法.首先利用Lyapunov稳定性和齐次性定理,分析了未受扰系统的有限时间包容控制问题;然后针对存在不匹配干扰的多智能体动态系统,设计非线性有限时间干扰观测器估算智能体的状态和干扰,提出基于干扰观测器的复合分布式积分滑模控制协议,结合现代控制理论和滑模控制理论,研究了带有不匹配干扰的多智能体系统有限时间包容控制问题.最后数值仿真证明了控制算法的有效性.

关键词：不匹配干扰多智能体系统积分滑模控制有限时间收敛包容控制

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基于集成移动窗口的可调谐滤波器温度补偿研究

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光学学报 2021年第23期41卷 53-59页

作者：盛文娟董壮志杨宁彭纲定上海电力大学自动化工程学院上海200090 新南威尔士大学电气工程与电信学院新南威尔士州悉尼2052

光纤法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)是组成光纤布拉格光栅(FBG)传感器解调系统的核心器件之一,其稳定性对解调精度的提高至关重要,而温度漂移是影响其稳定性的关键因素之一。针对实际应用中遇到的FFP-TF在变温环境下产生的透射波长漂移... 详细信息

光纤法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)是组成光纤布拉格光栅(FBG)传感器解调系统的核心器件之一,其稳定性对解调精度的提高至关重要,而温度漂移是影响其稳定性的关键因素之一。针对实际应用中遇到的FFP-TF在变温环境下产生的透射波长漂移问题,提出了一种基于集成移动窗口的温度漂移补偿方法。利用最小二乘支持向量机对透射波长和温度之间的非线性关系进行了建模,并在训练样本中建立了移动窗口。此外,为了挖掘更多的训练样本过程信息,提出了采用神经网络对各个移动窗口的补偿结果进行加权集成的方法。实验结果表明,当未引入集成移动窗口时,解调值的最大测量误差为±13.5 pm。在引入集成移动窗口后,解调值的最大测量误差为±0.82 pm,即所提方法有效提高了光纤光栅传感中可调滤波器解调的温度稳定性。

关键词：光纤光学光纤光栅解调集成移动窗口温漂补偿法布里-珀罗滤波器最小二乘支持向量机

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基于注意力机制和长短期记忆网络的F-P滤波器温漂误差修正

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光学学报 2023年第22期43卷 57-64页

作者：盛文娟胡俊彭刚定上海电力大学自动化工程学院上海200090 新南威尔士大学电气工程与电信学院澳大利亚新南威尔士州悉尼2052

借助深度学习算法的非线性处理能力,提出基于注意力机制和长短期记忆(LSTM)网络的温漂预测模型,从而对法布里-珀罗(F-P)滤波器进行温漂补偿。针对温漂数据中复杂的时空信息,采用LSTM提取时间信息,利用注意力机制分配空间权重。实验结果... 详细信息

借助深度学习算法的非线性处理能力,提出基于注意力机制和长短期记忆(LSTM)网络的温漂预测模型,从而对法布里-珀罗(F-P)滤波器进行温漂补偿。针对温漂数据中复杂的时空信息,采用LSTM提取时间信息,利用注意力机制分配空间权重。实验结果表明:在升温-降温-升温环境下,所提方法和LSTM模型的最大波长漂移误差分别为6.75 pm和16.64 pm;在单调降温环境下,两种方法的最大波长漂移误差分别为5.39 pm和14.09 pm。所提方法在最大绝对误差(MAXE)、均方根误差(RMSE)和平均误差(MAE)上均优于最小二乘支持向量机(LSSVM)和循环神经网络(RNN)。

关键词：光栅光纤光栅法布里-珀罗滤波器温漂误差注意力机制长短期记忆网络

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基于最小二乘支持向量机和多参考光栅的可调谐滤波器解调误差动态补偿

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光学学报 2023年第7期43卷 27-37页

作者：盛文娟娄海涛彭刚定上海电力大学自动化工程学院上海200090 新南威尔士大学电气工程与电信学院新南威尔士州悉尼2052澳大利亚

可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器的磁滞和温度漂移是限制其解调精度的重要因素。现有研究很少考虑同时对磁滞和温度漂移进行动态补偿。针对光纤布拉格光栅(FBG)解调误差,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的动态补偿方法。考虑到... 详细信息

可调谐法布里-珀罗(F-P)滤波器的磁滞和温度漂移是限制其解调精度的重要因素。现有研究很少考虑同时对磁滞和温度漂移进行动态补偿。针对光纤布拉格光栅(FBG)解调误差,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的动态补偿方法。考虑到参考光栅与传感光栅的反射光谱经过可调滤波器后具有相似的漂移特性,将多个参考光栅的波长漂移作为LSSVM模型的输入特征,以预测传感光栅的反射光经过可调滤波器后的波长漂移误差。在单调降温和先降温后升温的数据集上分别对所提方法进行了验证,实验结果表明:当未引入参考光栅作为模型特征时,两个数据集的补偿后最大绝对误差分别达到33.65 pm和69.25 pm;在引入参考光栅作为模型特征后,补偿后的最大绝对误差分别降至3.63 pm和7.84 pm,即所提方法在不同温变模式下均有效提高了F-P滤波器的解调精度。

关键词：光纤光学光纤光栅解调法布里-珀罗滤波器解调误差多参考光栅动态补偿

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考虑时间权重的可调谐滤波器温漂补偿方法

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光学学报 2023年第21期43卷 25-32页

作者：盛文娟钟处宁彭刚定上海电力大学自动化工程学院上海200090 新南威尔士大学电气工程与电信学院澳大利亚新南威尔士州悉尼2052

首先,充分考虑温漂序列数据前后之间的强相关性,在对光纤法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)的温漂进行建模的过程中引入时间权重的概念,为每个样本赋予不同的时间属性。然后,采用支持向量机(SVM)作为弱学习器对温漂样本进行建模,使用AdaBo... 详细信息

首先,充分考虑温漂序列数据前后之间的强相关性,在对光纤法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)的温漂进行建模的过程中引入时间权重的概念,为每个样本赋予不同的时间属性。然后,采用支持向量机(SVM)作为弱学习器对温漂样本进行建模,使用AdaBoost框架对多个SVM模型进行集成学习。在集成预测过程中,不仅每个模型的预测性能会影响样本的权重分配,而且样本的时间属性也会影响样本权重的更新。实验结果表明:在2℃的窄范围缓慢变温环境中,传统AdaBoost-SVM算法的最大温漂补偿误差为10.83 pm,而基于时间权重的AdaBoost-SVM的最大温漂补偿误差降低到7.04 pm;在15℃的温度范围下,传统AdaBoost-SVM算法的最大误差达到11.57 pm,基于时间权重的AdaBoost-SVM的最大误差仅为4.05 pm。与传统硬件方法相比,所提出的方法不需要额外硬件,为可调谐滤波器的温漂补偿提供了一种新的思路。

关键词：光栅光纤布拉格光栅法布里-珀罗滤波器温漂补偿时间加权集成学习

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基于优化最小二乘支持向量机的温度稳定光纤布拉格光栅传感解调

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激光与光电子学进展 2022年第3期59卷 86-94页

作者：盛文娟胡正彬杨宁彭刚定上海电力大学自动化工程学院上海200090 新南威尔士大学电气工程与电信学院新南威尔士州悉尼2052

光纤法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)是组成光纤布拉格光栅传感器解调系统的核心器件之一,其稳定性对解调精度至关重要,而温度漂移是影响其稳定性的关键因素之一。最小二乘支持向量机(LSSVM)的非线性映射能力可以对漂移进行有效补偿,针... 详细信息

光纤法布里-珀罗可调滤波器(FFP-TF)是组成光纤布拉格光栅传感器解调系统的核心器件之一,其稳定性对解调精度至关重要,而温度漂移是影响其稳定性的关键因素之一。最小二乘支持向量机(LSSVM)的非线性映射能力可以对漂移进行有效补偿,针对传统LSSVM模型参数选取易陷入局部最优的问题,基于改进的天牛须搜索粒子群优化算法在全局范围内寻找LSSVM模型的最优惩罚因子和核参数。实验结果表明,用优化的LSSVM对FFP-TF进行温度漂移补偿,可将最大温度漂移误差从1025.21 pm减小到±3.03 pm,提高了变温环境下FFP-TF解调的温度稳定性。

关键词：光栅光纤法布里-珀罗可调滤波器粒子群优化算法最小二乘支持向量机波动补偿非线性补偿

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采用后向瑞利散射空间差分的周界安防分布式振动监测（英文）

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红外与激光工程 2018年第5期47卷 120-125页

作者：尚盈王晨王昌刘小会孙志慧倪家升彭刚定齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科学院激光研究所山东济南250014 新南威尔士大学电气工程与电信学院新南威尔士2052

提出了应用于周界安防的基于后向瑞利散射光空间差分干涉的光纤分布式振动传感监测方案。环境振动信号引起传感光纤的相位变化,含有相位信息的后向瑞利散射信号注入到非平衡迈克尔逊干涉仪,实现了后向瑞利散射信号的空间差分干涉,光纤... 详细信息

提出了应用于周界安防的基于后向瑞利散射光空间差分干涉的光纤分布式振动传感监测方案。环境振动信号引起传感光纤的相位变化,含有相位信息的后向瑞利散射信号注入到非平衡迈克尔逊干涉仪,实现了后向瑞利散射信号的空间差分干涉,光纤分布式振动传感监测完成相位信号的解调,提高了系统的灵敏度。该系统能够实时监测入侵者的行走路线和速率以及模拟挖掘的距离的判断,实现了15 d B的信噪比以及35 m的探测距离。

关键词：分布式振动传感周界安防干涉仪空间差分

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具有外部干扰的二阶多自主体系统的协同运动

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控制理论与应用 2019年第7期36卷 1113-1121页

作者：李玉玲杨洪勇刘凡杨怡泽刘远山鲁东大学信息与电气工程学院山东烟台264025 新南威尔士大学电气工程与信息学院悉尼

为解决多自主体系统在群集运动过程受到外部干扰影响的问题,本文研究了具有外部干扰的二阶多自主体系统的分布式协同控制。本文中的外部干扰包括匹配干扰和不匹配干扰,针对系统中的匹配干扰,设计了状态观测器和干扰观测器,对系统的未知... 详细信息

为解决多自主体系统在群集运动过程受到外部干扰影响的问题,本文研究了具有外部干扰的二阶多自主体系统的分布式协同控制。本文中的外部干扰包括匹配干扰和不匹配干扰,针对系统中的匹配干扰,设计了状态观测器和干扰观测器,对系统的未知状态和干扰进行估计,并且构造了基于干扰观测器的多自主体协同控制算法。对于系统中的不匹配干扰,设计了与匹配干扰不同的干扰观测器,构造了基于主动抗干扰观测器的协同控制算法。运用矩阵论和现代控制理论等方法,研究了基于干扰观测器的二阶多自主体系统的协同控制。应用计算机仿真分别验证在多自主体系统具有匹配干扰和不匹配干扰的情况下结论的有效性,仿真结果表明,本文所设计的多自主体协同控制算法可以使跟随者最终都收敛到领导者的状态,实现了具有匹配干扰和不匹配干扰的二阶多自主体系统的状态一致性。

关键词：多自主体系统协同运动匹配干扰不匹配干扰主动抗干扰控制

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事件触发下多智能体系统一致性的干扰主动控制

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控制理论与应用 2020年第5期37卷 969-977页

作者：刘远山杨洪勇刘凡李玉玲杨怡泽鲁东大学信息与电气工程学院山东烟台264025 新南威尔士大学电气工程与信息学院悉尼

本文针对带有外部干扰影响的多智能体系统,研究了基于事件触发机制下的多智能体系统Leader-Following一致性的控制问题.采用干扰观测器来估计系统中存在的干扰,并设计了基于事件触发机制的干扰主动控制方案.运用现代控制理论和矩阵论等... 详细信息

本文针对带有外部干扰影响的多智能体系统,研究了基于事件触发机制下的多智能体系统Leader-Following一致性的控制问题.采用干扰观测器来估计系统中存在的干扰,并设计了基于事件触发机制的干扰主动控制方案.运用现代控制理论和矩阵论等工具分析了多智能体协同运动算法得到了多智能体系统在分布式事件触发机制下的一致性收敛条件,并且分析了本文设计的分布式事件触发机制的时间间隔存在正的下界.最后通过计算机仿真,验证了本文所提控制算法的有效性.

关键词：多智能体系统外部扰动干扰主动控制分布式事件触发领导跟随一致性

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基于强化学习的综合能源系统管理综述

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自动化学报 2021年第10期47卷 2321-2340页

作者：熊珞琳毛帅唐漾孟科董朝阳钱锋华东理工大学信息科学与工程学院上海200237中国新南威尔士大学电气工程与电子通信学院新南威尔士州 2052 澳大利亚

为了满足日益增长的能源需求并减少对环境的破坏,节能成为全球经济和社会发展的一项长远战略方针,加强能源管理能够提高能源利用效率、促进节能减排.然而,可再生能源和柔性负载的接入使得综合能源系统(Integrated energy system,IES)发... 详细信息

为了满足日益增长的能源需求并减少对环境的破坏,节能成为全球经济和社会发展的一项长远战略方针,加强能源管理能够提高能源利用效率、促进节能减排.然而,可再生能源和柔性负载的接入使得综合能源系统(Integrated energy system,IES)发展成为具有高度不确定性的复杂动态系统,给现代化能源管理带来巨大的挑战.强化学习(Reinforcement learning,RL)作为一种典型的交互试错型学习方法,适用于求解具有不确定性的复杂动态系统优化问题,因此在综合能源系统管理问题中得到广泛关注.本文从模型和算法的层面系统地回顾了利用强化学习求解综合能源系统管理问题的现有研究成果,并从多时间尺度特性、可解释性、迁移性和信息安全性4个方面提出展望.

关键词：强化学习能源管理电力系统综合能源系统

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