检索结果-内蒙古大学图书馆

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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基于固定时间滑模干扰观测器的AUVs事件触发编队控制

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控制与决策 2022年第5期37卷 1116-1126页

作者：苏博王洪斌王跃灵高静燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066000 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066000

研究多自主水下机器人(AUVs)编队控制过程中存在外部未知扰动、模型参数摄动和节约控制器传输网络能耗的问题,提出一种抗扰动的固定时间相对阈值事件触发编队控制方法.首先,给出自适应固定时间积分滑模干扰观测器(AFISMDO),在固定时间... 详细信息

研究多自主水下机器人(AUVs)编队控制过程中存在外部未知扰动、模型参数摄动和节约控制器传输网络能耗的问题,提出一种抗扰动的固定时间相对阈值事件触发编队控制方法.首先,给出自适应固定时间积分滑模干扰观测器(AFISMDO),在固定时间内用来估计系统的复合扰动;其次,基于所设计的AFISMDO,将非线性滤波器引入到反步算法中,解决反步法多次微分求导造成计算量大的问题;然后,为了节约网络传输资源,降低控制器能耗,将相对阈值事件触发机制引入到多AUVs编队控制中,结合虚拟轨迹概念,设计固定时间分布式编队控制器,使得闭环系统是固定时间收敛的,且系统收敛时间仅取决于控制器设计参数,并通过理论推导排除Zeno现象.仿真实验结果表明,所设计的控制器是合理有效的.

关键词：自适应固定时间积分滑模干扰观测器编队控制相对阈值事件触发机制虚拟轨迹固定时间控制

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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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基于参数自适应与模板更新的孪生网络跟踪算法

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高技术通讯 2023年第8期33卷 802-814页

作者：陈志旺郭金华吕昌昊雷春明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

孪生网络跟踪算法在跟踪过程中网络参数固定,跟踪模板仅仅使用第1帧给定的目标,这导致算法的鲁棒性较差。为此,提出基于参数自适应(PA)与模板更新的孪生网络跟踪算法。首先,利用通道注意力和空间注意力对目标特征进行调整,提高网络对跟... 详细信息

孪生网络跟踪算法在跟踪过程中网络参数固定,跟踪模板仅仅使用第1帧给定的目标,这导致算法的鲁棒性较差。为此,提出基于参数自适应(PA)与模板更新的孪生网络跟踪算法。首先,利用通道注意力和空间注意力对目标特征进行调整,提高网络对跟踪目标的关注度;其次,利用滤波器参数更新策略滤除背景的干扰,提高网络对当前目标的辨识能力;最后,增加与主网络平行的子网络,通过更新子网络的跟踪模板,使网络能适应目标的变化。在VOT 2018、VOT 2019 2个标准数据集上进行测试,期望重叠率(EAO)分别达到0.455和0.331,验证了本算法的有效性。

关键词：目标跟踪孪生网络模板更新参数自适应(PA) 注意力机制

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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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一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制

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控制理论与应用 2021年第4期38卷 503-515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

为解决一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制器设计过程中面临的阶次选择问题,本文从系统特性、频域等角度,分析自抗扰框架中“积分器串联结构”与轻载电液位置伺服系统之间的内在联系,得到轻载电液位置伺服系统在自抗扰控制框架下... 详细信息

为解决一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制器设计过程中面临的阶次选择问题,本文从系统特性、频域等角度,分析自抗扰框架中“积分器串联结构”与轻载电液位置伺服系统之间的内在联系,得到轻载电液位置伺服系统在自抗扰控制框架下是本质“一阶”系统的结论,从而合理设计了1阶线性自抗扰控制器.在此基础上,提出了有效的控制器参数整定方法,并分析了闭环系统的稳定性.仿真和试验结果表明,与高阶相比1阶线性自抗扰控制器可以更好地控制动态过程较快、负载较轻的惯性负载电液位置伺服系统,为自抗扰控制在液压伺服领域的工程应用提供了参考.

关键词：液压系统线性自抗扰控制器阶次选择频域分析

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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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特征响应权重自适应的IoU网络跟踪算法改进

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控制与决策 2022年第7期37卷 1752-1762页

作者：陈志旺王莹宋娟刁华康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 国网黑龙江省电力有限公司佳木斯供电公司黑龙江佳木斯154002 燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

基于IoU网络提出一种IT-AWCR(IoU network tracking with adaptive weighted characteristic responses)目标跟踪算法.首先,根据目标运动速度设计目标搜索区域确定策略,通过理论分析使用ResNet50的block 3、block 4卷积块的输出分别作为目标的浅层和深层特征表示;然后,以目标定位准确度和滤波模型抗干扰能力为评价指标,通过优化算法自适应计算目标深、浅特征响应加权权重,从加权融合响应中获取目标粗略位置和边界框,经扰动操作获取多个候选边界框输入IoU调制-预测网络预测IoU值,取最大IoU对应边界框为最终预测目标边界框;最后,根据训练样本的相关学习权重和样本间相似度更新生成样本集,基于样本集采用稀疏优化策略实现滤波模型更新.OTB2015和VOT2018数据集上的实验结果验证了所提出算法的有效性.

关键词：目标跟踪 IoU ResNet50 权重自适应样本集更新滤波模型

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