摘要：针对一类具有不确定性、未知扰动、执行器随机故障的工业过程,提出了一种随机鲁棒预测容错切换控制(SRPFTSC)方法.其主要贡献是融合了随机控制理论与鲁棒预测控制方法,解决了实际工业过程中执行器存在一定概率故障的问题,改进了传统的容错控制(FTC)方法.首先,建立含有系统状态增量和输出跟踪误差的新型多自由度状态空间扩展模型,以描述一类具有一定不确定性、未知扰动、执行器随机故障的工业过程;其次,基于该扩展模型设计含有故障随机特性的反馈控制律,实现了故障情况下的FTC控制和无故障情况下的正常控制.进一步给出了具有线性矩阵不等式(LMI)形式的相关定理和推论.同时利用指数稳定证明给出容错控制器切换的稳定条件,使系统在H∞意义下满足渐近稳定的要求.最后,以注塑成型保压过程为例,验证了该方法的有效性和可行性.

摘要：室内自主喷涂机器人可以实现室内墙面喷涂的自动化以此提升喷涂的效率,减少人力物力的投入。而基于计算机视觉的室内窗户检测算法则是该机器人的关键技术。对于室内窗户检测,由于环境光照、窗户形状和窗户透光属性的存在,传统方法无法得到较好的效果。针对此问题,设计一种基于深度学习的室内窗户检测算法。该算法主要对中心点网络(CenterNet)的特征提取网络进行修改,减少部分卷积操作,使用Ghost模块替换原始的卷积模块,降低特征冗余,并引入注意力机制,让网络尽可能表达重要信息。实验结果表明,改进的CenterNet在不损失网络精度的前提下,大幅度提高了网络的运算速度,使得该检测算法即使在机器人端的嵌入式系统上也可以达到实时检测的效果。

摘要：针对具有数据包丢失的网络化控制系统跟踪控制问题,提出一种非策略Q-学习方法,完全利用可测数据,在系统模型参数未知并且网络通信存在数据丢失的情况下,实现系统以近似最优的方式跟踪目标.首先,刻画具有数据包丢失的网络控制系统,提出线性离散网络控制系统跟踪控制问题;然后,设计一个Smith预测器补偿数据包丢失对网络控制系统性能的影响,构建具有数据包丢失补偿的网络控制系统最优跟踪控制问题;最后,融合动态规划和强化学习方法,提出一种非策略Q-学习算法.算法的优点是:不要求系统模型参数已知,利用网络控制系统可测数据,学习基于预测器状态反馈的最优跟踪控制策略;并且该算法能够保证基于Q-函数的迭代Bellman方程解的无偏性.通过仿真验证所提方法的有效性.

摘要：针对有线过程控制难以解决工业现场环境恶劣、布线复杂和施工困难等问题,设计开发了基于比例积分微分的预测函数控制算法的无线高温加热炉温度控制系统.首先利用无线硬件搭建基于WirelessHart协议的无线通信网络,以替代传统的有线网络.在此无线网络的环境下,以监视与控制通用系统组态软件为平台、工业高温加热炉为研究对象,采用改进预测函数控制与传统比例积分微分控制相结合的算法,开发了无线高温加热炉温度控制系统,实现对高温加热炉温度的无线监测和实时控制.工程实施结果表明所设计的控制系统可以解决无线通信过程中丢包问题,其可靠性、控制精度、响应速度均能够满足工业现场的要求,并有效地解决了有线网络可拓展性和可移动性差等问题.

摘要：为解决航空发动机多管路成束敷设问题,提出了一种基于双联卡箍约束和改进NSGA-Ⅱ的管路敷设优化方法。提出一种基于混沌反向学习机制和Levy变异算子的改进NSGA-Ⅱ算法,以改善算法收敛性和非支配解分布性。为解决管路和卡箍的装配约束和设计耦合关系,建立了基于双联卡箍约束的路径模式,生成卡箍和路径控制点,综合考虑管路敷设与卡箍布置规则,基于改进NSGA-Ⅱ设计管路-双联卡箍敷设算法,对卡箍位姿参数和管路路径同时求解。根据多管端口相对位置,提出基于聚类分析的管路分组及敷设序列规划方法,调用管路-双联卡箍敷设算法完成多管成束规划。所提敷设方法在管路设计阶段即考虑卡箍布置问题,实现了双联卡箍布置和多管成束敷设的同时自动规划,最后通过测试函数和敷设算例验证了所提方法的有效性。

摘要：基于线性矩阵不等式和干扰抑制理论,利用多李雅普诺夫函数方法研究了一类具有执行器饱和的非线性切换系统的L2-增益分析及控制综合问题。首先,当假设控制器事先给定时,给出了保证闭环系统在外部扰动作用下状态轨迹有界的充分条件。然后根据这一条件,将估计容许干扰能力的问题转化为一个受限优化问题。然后,在容许干扰集合内,对系统的受限L2-增益进行分析。通过解一个受限优化问题估计了受限L2-增益的上界。进一步,当控制器增益矩阵为设计变量时,这些优化问题可方便地应用于控制器设计问题之中。所有结果都可通过解带有线性矩阵不等式约束的凸优化问题获得。

摘要：为了实现盾构机掘进过程密封舱土压平衡的精确高效控制,提出了盾构刀盘系统、推进系统和排渣系统的综合优化控制方法.设计了以扭矩切深指数(TPI)和场切深指数(FPI)为特征输入参数的地层识别系统,然后建立了专家控制系统,根据地层识别的量化结果和控制规则给出刀盘转速的控制策略;在此基础上,提出了采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)非线性预测控制方法来协调控制推进速度和螺旋输送机转速,并利用蚁群算法(ACS)滚动优化控制变量,实现密封舱土压平衡控制.实验结果表明即使在工况发生变化时亦能够很好地控制密封舱土压平衡,证明了方法的有效性,实现了盾构机土压平衡的多子系统协调优化控制.

摘要：提出一种基于多通道时空融合网络的双人交互行为识别方法,对双人骨架序列行为进行识别。首先,采用视角不变性特征提取方法提取双人骨架特征,然后,设计两层级联的时空融合网络模型,第一层基于一维卷积神经网络(1DCNN)和双向长短时记忆网络(BiLSTM)学习空间特征,第二层基于长短时记忆网络(LSTM)学习时间特征,得到双人骨架的时空融合特征。最后,采用多通道时空融合网络分别学习多组双人骨架特征得到多通道融合特征,利用融合特征识别交互行为,各通道之间权值共享。将文中算法应用于NTU-RGBD人体交互行为骨架库,双人交叉对象实验准确率可达96.42%,交叉视角实验准确率可达97.46%。文中方法与该领域的典型方法相比,在双人交互行为识别中表现出更好的性能。

摘要：从硬件和软件部分设计和开发了高精度开放式水箱的过程控制系统。硬件部分基于Altium Designer软件对电源电路等8个电路进行分块设计,并通过彼此之间的组合、仿真、调试、布线、铺铜等工作,生成PCB板,焊接所选择的元器件,经过电源供电、信号跟随和PWM波形生成等调试,以完成硬件开发。软件部分基于Visual Studio 2017,选取C++语言为开发语言,完成了通讯、主程序和子程序的编写,开发了友好的监控系统主界面和子界面,设计了PID控制、解耦控制和预测函数控制3种控制器,以对水箱系统进行实时监控。最后,将软硬件相结合,运行结果表明,所开发的高精度开放式水箱过程控制系统能够精确且快速达到其设定值,抗干扰能力强,界面运行流畅,体现了其良好的教学使用价值。

摘要：为提高管道运营管理的效率,促进数字管道的信息共享,在分析了数字管道系统设计思路的基础上,提出数字管道信息远程管理,Web发布、查询分析的框架结构。按功能和职责的不同,将系统划分为两大功能模块:管理维护模块和查询分析模块,分别以ArcGIS Engine和ArcGIS Server作为开发平台进行开发。介绍了ArcGIS Engine和ArcGIS Server的体系结构和开发方法,详细阐述了系统的数据库设计、功能设计和实现方法。应用结果表明,该方案是构建数字管道GIS应用的可行且有效的方案。