摘要：针对Kalman平滑估计器在非高斯噪声环境下性能衰退问题,本文提出了一种基于最大相关熵准则作为最优估计标准的平滑估计方法,将其应用于固定滞后问题的状态估计,称之为固定滞后最大相关熵平滑估计器(FLMCS).首先,使用矩阵变换,给出最大相关熵Kalman滤波器的另一种形式;然后,以此为基础,通过引入新的状态变量来增广系统,并推导出所提平滑估计器的在线迭代方程;进一步比较平滑前后状态估计误差协方差,从理论上分析算法性能改进效果;最后,通过算例仿真验证所提平滑估计器在非高斯噪声干扰下的有效性和优越性.

摘要：针对突发事件导致的产品供应链系统设计变更问题,设计一种基于数据驱动的预测控制算法,使产品生产满足用户的不确定需求。首先,根据产品供应链系统各部分之间的协作关系,将系统建模为多智能体系统,供应链系统设计变更描述为多智能体系统的拓扑结构切换。其次,设计了一种分布式无模型自适应预测控制方法,使供应链系统中的生产率水平能够满足用户需求。再次,引入了未来时刻的输入输出,算法设计可以使产品供应链系统预测未来一段时间内生产满足的库存水平。最后,对算法的稳定性进行了分析,并通过数值模拟仿真验证了所提出算法的有效性。结果表明,该方法可以有效控制产品供应链系统的生产供应,使得变更发生后的生产水平满足市场需求。

摘要：针对多差速机器人系统提出了一种基于试错学习的多智能体强化学习任务监管器。此方法解决了基于行为的多智能体系统总是依赖人的智能设计切换规则以决策行为优先级的问题。首先,在零空间行为控制框架下引入了差速模型代替质点模型,首次推导了具有非完整约束的零空间行为控制范式,从而提升了系统对最小极值状态的鲁棒性。然后,首次将行为优先级切换问题建模为协作式马尔可夫博弈问题,学习了一个最优的联合策略以动态且智能地决策行为优先级,不仅避免了人工设计切换规则,而且降低了在线计算和存储负担。仿真结果显示,所提出多智能体强化学习任务监管器具有优越的行为优先级切换性能。在AgileX Limo系列多差速机器人系统上的成功应用,验证了该任务监管器的实用性。

摘要：为了解决当前水下软体机器蛇实现三维转向的问题,设计一种水下软体机器蛇三维转向机构。通过ABAQUS有限元仿真软件进行验证,利用仿真数据标定了机构变形时,方位角与载荷压力比、弯曲角与基准压力和压力比之间的关系,从而建立了将载荷压力与弯曲角度和方向相关联的开环控制模型。利用控制算法控制三维转向机构,能够在空间内实现任意角度的转向。仿真结果证实,该设计在任意角度转向控制方面表现良好,0°~60°范围内的弯曲角最大误差仅为1.31071°,方位角最大误差仅为3.60489°。在控制仿真中,弯曲角和方位角的最大误差率分别为2.185%和1.001%。仿真结果证明了该设计的可发展性,为软体水蛇三维转向的实现提供了理论支撑。

摘要：针对单通道能量信息并行传输系统信息传输速率较低、能量传输损耗大、系统设计方法复杂等问题,本文在已有研究的基础上,基于互感耦合理论,设计了一种利用新型的多线圈磁耦合机构实现能量传输系统和信息传输系统分离设计的新方案。多线圈磁耦合机构作为电能和信息传输的通道,可以传输不同频率、不同幅值的电能和信号。数字信息经幅移键控调制后加载到信息传输回路中,在不影响能量传输的前提下,实现信息的实时、双向、高速率传输。通过有限元分析软件对所设计的磁耦合机构进行磁场特性分析,利用仿真软件分析能量传输系统的关键电气参数变化,以及电能传输对信息传输的干扰,确定所提方案的可行性,最后搭建实验平台验证所提方案的正确性。在能量传输频率100 kHz、正向信息载波频率13􀆰81 MHz、反向信息载波频率19􀆰23 MHz的情况下,实现了能量传输效率89􀆰35%、正向信息传输速率428􀆰9 kbps、反向信息传输速率599􀆰9 kbps的能量信息并行双向传输。

摘要：针对全球定位系统(GPS)拒止环境下多架无人机(UAV)对未知目标的协同环绕导航控制问题,提出了一种仅使用距离量测的分布式控制器。与现有的多数算法不同,该控制器不需要无人机及目标的位置信息。首先假设实际距离和距离变化率可用的情况下,设计了一种制导控制器驱动单架无人机环绕目标运动。其次利用二阶滑模观测器在有限时间内完成距离变化率的估计来代替实际距离变化率。观测器的设计使用实际距离量测信息,使得无人机仅利用距离量测即可完成环绕任务。然后在距离环绕控制器的基础上,利用有限时间观测器和距离量测信息完成相对位置估计,进而设计速度协调算法来实现多架无人机对目标的均匀环绕。最后,通过数字仿真和半实物(HIL)仿真验证了方法的有效性。

摘要：针对非对称时变输出约束的机械臂系统,提出了一种基于事件触发的自适应渐近跟踪控制策略。首先,采用自适应命令滤波反步方法,解决了“计算爆炸”问题;同时,利用时变非对称李雅普诺夫函数,可以保证闭环系统的渐近稳定性且系统状态满足非对称时变约束条件;此外,自适应渐近跟踪控制可以保证在存在不匹配扰动的情况下,跟踪误差渐近收敛于零。该控制器设计采用了事件触发控制策略,在必要时产生控制输入,减少通信负担,提高了控制性能;最后,通过对非对称时变约束下的双连杆机械臂系统进行仿真,验证了该方法的有效性。

摘要：摩擦力是影响直线伺服系统低速运行与点对点定位精度的主要非线性扰动。广义麦克斯韦(generalized Maxwellslip,GMS)摩擦模型虽然可以准确描述摩擦特性用于前馈补偿,但其存在切换点过渡时振荡的问题,同时易受测量噪声和摩擦参数变化等影响。为此,该文提出基于平滑GMS模型和改进扩张状态观测器(extended state observer,ESO)的复合摩擦补偿策略。首先,引入过渡用双曲正切函数以解决GMS模型中在切换点的反复穿越问题,并给出该模型的离线辨识方法。其次,设计基于模型信息的四阶ESO补偿剩余摩擦力与未知扰动,并引入切比雪夫滤波器整定观测器增益,以降低扰动观测与噪声敏感之间的冲突。为验证所提摩擦补偿策略的有效性,在小型高精度永磁同步直线电机定位平台上进行定位实验。实验结果验证了所提摩擦补偿策略的可行性和有效性。

摘要：针对颗粒农产品定量加料精度低、自动化程度不高等问题，分析了常见颗粒农产品的物理特性，采用了以体积估计质量的定量方法，并在控制系统中引入闭环控制方案，设计了一种颗粒农产品的动态定量加料设备。该设备主要由具有可变容积量杯结构的定量装置、传送与分流机构以及复检称重秤等部分组成，在阐述机械本体结构和工作原理的基础上，提出了一种基于历史离散数据拟合预测误差的闭环控制算法，当复检工序检测到加料质量与目标质量存在差值时，可通过闭环控制系统补偿修正定量加料工序的量杯容积，从而减小定量加料的误差。实验结果表明，该设备可实现颗粒农产品的高精度动态定量加料，具有抗扰动和自适应能力。以大米、黄豆、芸豆为实验对象，在旋转盘转速为4 r/min的工作条件下，经过3组闭环反馈调节，加料质量误差可稳定控制在1%以内。

摘要：针对物联网芯片中对加密算法低面积、高吞吐率需求的增加,提出了速度优先、面积优先、面积速度权衡的3种SM4轻量级硬件实现方案.面积优先方案中,对线性函数L/L'进行优化实现,减少48位寄存器以及120比特的异或资源的使用;速度优先方案中,引入2个新的S盒,实现线性函数L/L'与查找表S盒的合并,从而避免线性函数L/L'的时延;面积速度权衡方案中,合并S盒线性映射、逆线性映射以及线性函数L/L'为一个函数,将加密计算均映射到复合域中进行,减少一个S盒线性映射时延,进一步提高速度.与目前已有方案进行比较,面积优先方案面积减少约5.5%~44.8%以上,仅2371 GE,功耗仅为0.88 mW,最大频率为324 MHz;速度优先方案面积为3061 GE,最大频率提高约9.8%以上,可达549 MHz,吞吐率为439.2 Mbps.