检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2024年第9期39卷 2867-2875页

作者：陈志旺刁华康袁宇吕昌昊彭勇燕山大学智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心河北秦皇岛066004 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学电力电子节能与传动控制河北省重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 航空工业天津航空机电有限公司天津300308

传统孪生网络目标跟踪算法采用互相关或者深度互相关的方式对模板帧与检测帧进行相似性度量,无法有效适应极端的目标形变.以无锚点框的目标跟踪算法为基础,设计一种基于图网络的IoU感知目标跟踪算法.首先,以Resnet50为基础,在每个残差... 详细信息

传统孪生网络目标跟踪算法采用互相关或者深度互相关的方式对模板帧与检测帧进行相似性度量,无法有效适应极端的目标形变.以无锚点框的目标跟踪算法为基础,设计一种基于图网络的IoU感知目标跟踪算法.首先,以Resnet50为基础,在每个残差结构后引入通道自适应调整模块NCAM,构造轻量高效且具有通道自适应的特征提取网络.其次,基于图网络设计一种新的模板帧与检测帧的相似性计算方式,将特征图像素点视为图网络的节点,对模板特征与检测特征的图网络节点进行相似性计算以有效应对目标极端形变.最后,在分类部分采用IoU感知的分类损失函数在分类分支与回归分支之间建立联系,改变以往孪生网络目标跟踪算法训练与测试不一致的情况;在回归部分选用CIoU损失计算离线训练阶段的回归损失,得到更加精准的边界框.OTB2015、UAV123、VOT2018与VOT2019数据集上的实验结果验证了所提算法的有效性.

关键词：目标跟踪孪生网络图网络 IoU感知通道自适应调整 CIoU

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基于因子图的AUV集群速度估计和协同定位

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控制理论与应用 2023年第12期40卷 2277-2287页

作者：李鑫滨袁蕊霞闫磊韩松燕山大学河北省工业计算机控制工程重点实验室河北秦皇岛066004 东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院河北秦皇岛066004 河北省智能康复及神经调控重点实验室河北秦皇岛066004

随着海洋科技发展,自主水下航行器(AUVs)协作执行任务技术被广泛应用,AUVs的准确定位是实现AUV集群协同作业的基础技术要求.然而,在协同定位系统中,AUVs间的异步时钟会影响测距精度,并且惯性测量系统推算的速度有较大误差.本文针对AUV... 详细信息

随着海洋科技发展,自主水下航行器(AUVs)协作执行任务技术被广泛应用,AUVs的准确定位是实现AUV集群协同作业的基础技术要求.然而,在协同定位系统中,AUVs间的异步时钟会影响测距精度,并且惯性测量系统推算的速度有较大误差.本文针对AUV集群系统中的协同定位问题,提出了利用距离测量和多普勒频移测量进行误差修正的方法.该方法首先针对时钟异步问题对距离测量的影响,利用泰勒算法对时钟参数进行估计,解决了异步时钟问题;然后,建立以位置和速度为变量节点和以距离测量和多普勒频移测量为函数节点的因子图模型,利用因子图的消息传递计算变量的边缘分布,得到位置和速度的估计;最后,针对线性化过程带来的误差,提出根据变量的协方差矩阵构造自适应因子调整置信度,从而改变对变量节点的估计.仿真结果表明,所提时钟参数能够得到良好估计,所提算法能够有效抑制惯性导航系统的累积误差.

关键词：自主水下航行器协同定位因子图速度估计异步时钟

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一种新型大转角弱耦合并联髋关节外骨骼的设计及分析

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中国机械工程 2023年第21期34卷 2540-2547页

作者：徐继龙刘福才牛云展燕山大学智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心秦皇岛066004 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

为解决并联髋关节外骨骼工作空间小、正运动学建模困难、控制复杂的问题,设计出一种具有大转角、弱耦合特性的生物融合式髋关节外骨骼。开展了二级移动副详细结构的设计,得到了计算沟槽坡度的表达式。采用封闭矢量法推导了人-机复合体... 详细信息

为解决并联髋关节外骨骼工作空间小、正运动学建模困难、控制复杂的问题,设计出一种具有大转角、弱耦合特性的生物融合式髋关节外骨骼。开展了二级移动副详细结构的设计,得到了计算沟槽坡度的表达式。采用封闭矢量法推导了人-机复合体的位置正解与逆解,对逆解进行求导,得到了人-机复合体的逆雅可比矩阵。性能分析表明,人-机复合体具有运动范围大、内部无奇异、力传递性能良好、便于控制的优势。

关键词：并联髋关节外骨骼生物融合大转角弱耦合

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基于改进联合概率数据关联的AUV定位算法

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信号处理 2023年第10期39卷 1819-1830页

作者：李鑫滨马迎港闫磊韩松燕山大学河北省工业计算机控制工程重点实验室河北秦皇岛066004 东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院河北秦皇岛066004

基于水下无线传感器网络的位置估计是解决水下自主机器人定位问题的有效方法,然而由于水下无线传感器网络中的传感器节点一般部署在开放水域中,外来的恶意节点在基于到达时间的网络信道中注入恶意噪声延迟会对定位精度产生不利影响。针... 详细信息

基于水下无线传感器网络的位置估计是解决水下自主机器人定位问题的有效方法,然而由于水下无线传感器网络中的传感器节点一般部署在开放水域中,外来的恶意节点在基于到达时间的网络信道中注入恶意噪声延迟会对定位精度产生不利影响。针对这个问题,本文提出了一种改进联合概率数据关联算法。首先,我们考虑了一种异构的网络架构,包括水面浮标节点、水下信标节点和待定位的AUV目标节点,并获取网络架构中信标节点和AUV之间的距离测量;然后,我们设计了一种基于矩阵相似度的恶意噪声识别机制,识别并丢弃受恶意噪声污染的距离测量,并且对检测为未受到恶意噪声污染的距离测量进行分组,利用最小二乘法完成对AUV的初步定位;接着,为了丰富所得到的样本测量点以提高AUV的定位精度,我们在预测点以及检测出未受到恶意噪声污染的测量点的附近生成一系列服从高斯分布的虚拟测量;最后,对这些测量点进行数据关联处理与更新,完成对AUV目标节点的精确定位。仿真结果表明,所提出的定位方法与其他工作相比,在有恶意噪声攻击的情况下仍能保持较好的定位精度。

关键词：水下无线传感器网络 AUV定位算法改进联合概率数据关联算法恶意噪声攻击

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基于注意力与密集重参数化的目标检测算法

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高技术通讯 2024年第3期34卷 233-247页

作者：陈志旺雷春明吕昌昊王婷彭勇燕山大学智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心秦皇岛066004 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省电力电子节能与传动控制重点实验室秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

针对目标检测任务中背景复杂、目标尺寸差异大等因素导致目标检测结果较差的问题,本文提出基于注意力和密集重参数化的目标检测算法。首先,基于CSP-DarkNet提出高效的特征提取网络,主要包括密集重参数化模块和CASA模块2个设计。前者利... 详细信息

针对目标检测任务中背景复杂、目标尺寸差异大等因素导致目标检测结果较差的问题,本文提出基于注意力和密集重参数化的目标检测算法。首先,基于CSP-DarkNet提出高效的特征提取网络,主要包括密集重参数化模块和CASA模块2个设计。前者利用密集连接保留浅层特征,又通过重参数化结构降低网络复杂度;后者CASA模块用于获取需要的目标信息。其次,特征融合在特征金字塔(FPN)和路径聚合网络(PAN)的基础上,引入内容感知特征重组(CARAFE)进行上采样,有效解决了邻近插值法等未能捕捉丰富语义信息的问题;提出更高效的C3-G模块,获取丰富的梯度信息,增强模型表达能力和感知能力;同时,引入深度可分离卷积提升运算效率。最后,检测输出采用在更大范围上跨领域正负样本匹配策略扩充正样本数量,提升检测效果。该算法在MS COCO和PASCAL VOC数据集上的mAP@0.5分别达到了57.5%和83.0%,充分说明了本文算法的先进性。

关键词：目标检测重参数化注意力机制特征融合上采样正负样本匹配

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基于WOA-UKF算法的锂电池容量与SOC联合估计

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计量学报 2022年第5期43卷 649-656页

作者：吴忠强王国勇谢宗奎何怡林卢雪琴燕山大学电气工程学院工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004

锂电池的荷电状态(SOC)和有效容量是表征电池当前剩余电量和电池寿命的重要参数,提出一种锂离子电池有效容量和SOC的联合估计方法。在电池全寿命周期内,给出一种开路电压与SOC和电池有效容量非线性模型的两变量多项式描述;当电池循环使... 详细信息

锂电池的荷电状态(SOC)和有效容量是表征电池当前剩余电量和电池寿命的重要参数,提出一种锂离子电池有效容量和SOC的联合估计方法。在电池全寿命周期内,给出一种开路电压与SOC和电池有效容量非线性模型的两变量多项式描述;当电池循环使用次数超过预设值,采用鲸鱼优化算法估计当前电池容量与电池模型参数,根据模型参数与容量值采用无迹卡尔曼滤波器估计电池SOC;在SOC估计过程中,采用鲸鱼优化算法更新无迹卡尔曼滤波器的观测噪声方差和过程噪声方差,实现噪声方差的自适应调节,进而提高估计精度。实验结果验证了该方法的有效性和联合估计方案的可行性。

关键词：计量学荷电状态有效容量锂电池无迹卡尔曼滤波器鲸鱼优化算法联合估计

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基于参考模型的电液伺服位置跟踪控制

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高技术通讯 2024年第5期34卷 515-524页

作者：刘梅桢王立新刘福才燕山大学智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心秦皇岛066004 燕山大学河北省工业计算机控制工程重点实验室秦皇岛066004 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

针对电液伺服系统中存在的参数不确定性与未知外部扰动等问题,提出一种基于参考模型的电液伺服位置跟踪控制方法。首先根据电液伺服系统的非线性方程建立了系统的状态空间模型,据此构建由理想参考模型和总扰动组成的控制系统结构;然后... 详细信息

针对电液伺服系统中存在的参数不确定性与未知外部扰动等问题,提出一种基于参考模型的电液伺服位置跟踪控制方法。首先根据电液伺服系统的非线性方程建立了系统的状态空间模型,据此构建由理想参考模型和总扰动组成的控制系统结构;然后结合电液伺服系统状态空间模型分别设计理想参考模型和扰动观测器,实现参考模型输出可以精确跟踪给定输入信号和对系统总扰动的观测;最后设计控制律实现对总扰动的有效补偿和实际系统的输出对参考模型输出的精确跟踪。仿真与实验结果表明,基于参考模型的扰动观测器在电液伺服位置跟踪控制方面相比比例积分微分(PID)控制,可以有效地提高系统控制精度并减小系统动态控制误差,实现对给定输入信号准确的跟踪。

关键词：电液伺服系统跟踪控制扰动观测器参考模型

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改进强跟踪EKF算法在MEMS姿态解算中的研究

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高技术通讯 2023年第5期33卷 467-478页

作者：陈志旺姚权允吕昌昊郭金华彭勇燕山大学工业计算机控制工程河北重点实验室秦皇岛066004 燕山大学电力电子节能与传动控制河北省重点实验室秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

本文针对四旋翼姿态解算,提出了一种噪声自适应强跟踪扩展卡尔曼滤波算法(ASTEKF)。当机体从平稳状态向机动状态过渡时,由于量测噪声影响会导致算法估计不准确,因此本文首先证明不同时刻新息序列方差满足正交性原理,正交性原理表明,量... 详细信息

本文针对四旋翼姿态解算,提出了一种噪声自适应强跟踪扩展卡尔曼滤波算法(ASTEKF)。当机体从平稳状态向机动状态过渡时,由于量测噪声影响会导致算法估计不准确,因此本文首先证明不同时刻新息序列方差满足正交性原理,正交性原理表明,量测噪声对观测值的准确性影响很大;其次,引入Sage-Husa噪声自适应估计器较准确估计系统量测噪声均值和方差,使观测值更准确;最后,通过满足正交性原理条件公式计算次优渐消因子,将次优渐消因子引入协方差一步预测运算式中,得到强跟踪滤波器。次优渐消因子的引入使得一步预测协方差矩阵增大,即增大强跟踪扩展卡尔曼滤波器增益,使系统增加对观测值权重,得到更准确的状态估计值。离线仿真实验和在线实物实验结果表明了所设计算法的有效性。

关键词：姿态解算扩展卡尔曼滤波(EKF) 强跟踪滤波器次优渐消因子噪声自适应估计器

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事件触发策略下多AUV抗干扰固定时间编队控制

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控制理论与应用 2021年第7期38卷 1113-1123页

作者：苏博王洪斌高静燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004

针对多AUV编队控制的模型参数不确定及未知海流干扰的问题,提出基于固定时间模糊干扰观测器的事件触发编队控制方法,该方法可保证编队控制在固定时间内收敛.首先,构造了固定时间模糊干扰观测器处理系统的集总扰动,实现固定时间内对扰动... 详细信息

针对多AUV编队控制的模型参数不确定及未知海流干扰的问题,提出基于固定时间模糊干扰观测器的事件触发编队控制方法,该方法可保证编队控制在固定时间内收敛.首先,构造了固定时间模糊干扰观测器处理系统的集总扰动,实现固定时间内对扰动的精确估计.在扰动观测器的基础上,将指令滤波器与反步法结合,消除了多次求导产生的计算爆炸问题;其次,为了降低网络传输资源能耗,将事件触发机制引入多AUV编队控制中,设计具有固定时间收敛性能的分布式编队控制器,且系统收敛时间仅取决于控制器设计参数,并经理论证明无Zeno行为;最后通过多AUVs编队仿真实验,证明了所提出算法的有效性和合理性.

关键词：干扰观测器编队控制事件触发机制虚拟领航–跟随法固定时间控制

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基于死区补偿的电液位置伺服系统自抗扰控制

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中国机械工程 2021年第12期32卷 1432-1442页

作者：王立新赵丁选刘福才刘谦张祝新燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室秦皇岛066004

针对电液位置伺服控制系统的比例阀死区、参数不确定及外部未知扰动等问题,设计了由自抗扰控制器与死区逆补偿构成的串联控制器。首先基于实验辨识构造死区逆模型对死区进行预补偿,然后根据系统特性设计了一阶自抗扰控制器,构造改进的... 详细信息

针对电液位置伺服控制系统的比例阀死区、参数不确定及外部未知扰动等问题,设计了由自抗扰控制器与死区逆补偿构成的串联控制器。首先基于实验辨识构造死区逆模型对死区进行预补偿,然后根据系统特性设计了一阶自抗扰控制器,构造改进的扩张状态观测器对“总扰动”进行实时估计,并通过非线性控制律给予主动补偿。联合仿真与试验结果表明,所提出的串联控制器有效地补偿了比例阀死区,提高了系统动态性能和位置跟踪精度。

关键词：液压系统死区自抗扰控制扩张状态观测器

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