摘要：针对无人船(USVs)在网络时延、数据包丢失和环境扰动条件下的路径跟踪控制问题,提出了一种改进的模型预测控制(MPC)方法,以提升系统的鲁棒性和稳定性。通过在传统运动学模型中引入速度扰动和角速度扰动项,准确反映复杂海洋环境对无人船的运动影响。构建了包含网络时延和数据包丢失的扩展系统模型,将网络不确定性纳入控制器设计中,应用时延补偿策略和鲁棒性设计,提前调整控制输入以抵消网络不确定性的影响。仿真结果显示,所设计控制器在路径跟踪精度上显著优于未考虑时延补偿的控制器,平均跟踪误差降低约70%,最大误差减少约24%。控制系统在应对环境扰动时,表现出较强抵抗力。研究证明了在无人船路径跟踪中,考虑网络和环境不确定性的必要性,为提升无人船在复杂环境中的自主导航能力提供了有效方案。

摘要：为了解决使用第三方软件搭建远程实验室可能带来的依赖性强、灵活性差、效率低以及数据与隐私泄露问题,实现技术自主可控,以网络化控制系统实验室(NCSLab)的前端软件和硬件为基础,开发了一款面向远程实验室仿真与算法生成的一体化软件M2PLink(mathematics to practice link)。研究了从控制框图到控制代码的映射关系,并对各个控制模块进行了模块化设计。通过分析模块之间的依赖关系及算法结构,建立算法的输出链,并根据微分求解算法设计了多种求解器,最终基于制定的代码生成策略生成对应的控制代码。离线仿真实验和实体实验系统测试结果表明,M2PLink的计算精度满足要求,生成的代码适用于实体控制实验且系统效率得到了大幅度提升。目前,M2PLink已经部署在网络化控制系统实验室中,用于自动化专业实验教学,并且取得了较好的教学效果。

摘要：该文基于已有的远程实验室提出了一种在线算法设计系统的实现方案,系统包含前端浏览器界面、后端服务器程序以及MATLAB程序。首先用户在浏览器中搭建类似Simulink的控制框图,并发送至后端服务器程序。后端程序处理该请求,动态生成Simulink文件,然后使用Simulink Coder工具箱,自动编译生成可执行的控制算法,并将该算法推送至数据库。为了提高并发场景下的响应速度,针对MATLAB不支持多线程编程的不足,提出了多进程和池化技术的弥补方案,实现了多用户的并发访问。该系统在武汉大学控制类课程的实验教学中广泛使用,调查报告显示,该系统满足了学生实验的需要。

摘要：智能制造已经成为推动工业4.0革命的核心动力。随着信息技术手段的不断升级,智能制造不仅要求生产过程本身的自动化及智能化,更对相关开发系统的灵活性、可扩展性和可实验性提出了极高的要求。多智能体系统(MAS)凭借其自治与协同兼备的优良特性,在智能制造的推进中展现出了巨大的应用潜力。然而,传统的多智能体系统开发模式通常有着拓扑结构固定、响应速度慢及实验验证困难等客观难题,这限制了其进一步的发展。针对这一难题,提出一套基于可切换拓扑的网络化多智能体(NMAS)快速原型开发系统,帮助开发者轻松获得目标网络化多智能体的快速原型。所构建的多智能体快速原型开发系统可实现拓扑结构的灵活切换,从而适应不同生产场景的需求。通过引入先进的通信协议及协同算法,能够保障开发系统的高效通信、快速响应及用户交互,从而实现对原型开发系统的快速验证及优化。该系统与智能制造相结合,不仅能够提高生产过程的灵活性及可扩展性,还能极大程度缩短产品的研发周期,全面降低生产成本。

摘要：为了解决传统铝箔厂设备监控与管理中的问题,提出并实现了一种融合边缘节点、分布式存储与云计算的可视化铝箔厂设备监控管理系统。该系统通过边缘节点与私有云服务协同工作的方式,提供了实时监控、信息管理与故障诊断等功能,通过分布式存储服务集群针对生产数据进行可靠存储,借助公有云进行资源共享与数据分析。系统综合提供设备与人员管理、支持三维动画、集成分布式存储、离线时序预测及数据可视化等多种服务,具有安全可靠、易扩展且功能丰富等优点。提出的设备监控管理系统已成功应用于某铝箔厂的全厂设备监控,应用结果表明,该系统能够有效地进行设备状态监测与维护。

摘要：随着互联网技术的发展和新冠肺炎疫情的蔓延,远程教育正在大规模普及。为了克服传统电路实验在设备、时间、地点等方面的局限,结合虚拟仿真的特点和优势,应用Matlab/Simulink仿真技术和三维建模等技术,讨论了电路实时仿真平台的设计和实现。学生可以在交互式图形环境下设计电路仿真模型,并将其生成算法进行在线调试和运行,充分调动了学生的自主学习积极性,开发其创新潜力。上述实验平台已成功应用在武汉大学经典控制理论的实验教学中,一系列创新实验获得了良好的教学效果和学生问卷调查的反馈,对教育改革具有潜在的推动作用。