2002年 第28卷 第1期
2002, 28(1): 1-10.
摘要:
描述了基于虹膜识别的身份鉴别系统.该系统包括虹膜图像摄取、图像预处理、特征提 取和匹配四个部分.虹膜图像摄取采用了自主开发研制的装置,特征提取采用Gabor滤波和 Daubechies-4小波变换等纹理分析方法,匹配采用方差倒数加权欧氏距离方法.与现有的其它 方法相比,该方法利用了二维虹膜图像丰富的纹理信息并具有旋转、平移和尺度不变性.
描述了基于虹膜识别的身份鉴别系统.该系统包括虹膜图像摄取、图像预处理、特征提 取和匹配四个部分.虹膜图像摄取采用了自主开发研制的装置,特征提取采用Gabor滤波和 Daubechies-4小波变换等纹理分析方法,匹配采用方差倒数加权欧氏距离方法.与现有的其它 方法相比,该方法利用了二维虹膜图像丰富的纹理信息并具有旋转、平移和尺度不变性.
2002, 28(1): 11-18.
摘要:
研究应用PD+前馈控制结构的不确定性机器人轨迹跟踪问题.在忽略摩擦力和外部 扰动情况下,设计了一大类综合的自适应控制策略,能保证系统全局的渐近稳定;在摩擦力和外 部扰动存在时,提出两种新颖的鲁棒自适应混合控制方法,不仅可以保证闭环系统的全局稳定 性,同时还能给出系统清晰的暂态性能.严格的理论证明和二自由度机器人的仿真验证了控制 器的有效性.
研究应用PD+前馈控制结构的不确定性机器人轨迹跟踪问题.在忽略摩擦力和外部 扰动情况下,设计了一大类综合的自适应控制策略,能保证系统全局的渐近稳定;在摩擦力和外 部扰动存在时,提出两种新颖的鲁棒自适应混合控制方法,不仅可以保证闭环系统的全局稳定 性,同时还能给出系统清晰的暂态性能.严格的理论证明和二自由度机器人的仿真验证了控制 器的有效性.
2002, 28(1): 19-26.
摘要:
用时域上的现代时间序列分析方法,基于ARMA新息模型和白噪声估值器,分别提出 了在ARMA新息滤波器形式下和在Wiener滤波器形式下的新的渐近稳定的多通道最优去卷 滤波器.它们避免了求解Diophantine方程,可统一处理去卷滤波、平滑和预报问题.还给出了 ARMA新息滤波器和Wiener去卷滤波器之间的关系.仿真例子说明了它们的有效性.
用时域上的现代时间序列分析方法,基于ARMA新息模型和白噪声估值器,分别提出 了在ARMA新息滤波器形式下和在Wiener滤波器形式下的新的渐近稳定的多通道最优去卷 滤波器.它们避免了求解Diophantine方程,可统一处理去卷滤波、平滑和预报问题.还给出了 ARMA新息滤波器和Wiener去卷滤波器之间的关系.仿真例子说明了它们的有效性.
2002, 28(1): 27-33.
摘要:
提出了一种基于粗糙集的神经网络模型,该方法利用粗糙集数据分析方法,从数据中 提取出规则将输入映射到输出的子空间上,而后在这个子空间上用神经网络进行逼近.利用这 种方法对岩石边坡工程中边坡稳定性进行分析建模,并和传统的神经网络建模方法进行比较, 说明了该方法的有效性.
提出了一种基于粗糙集的神经网络模型,该方法利用粗糙集数据分析方法,从数据中 提取出规则将输入映射到输出的子空间上,而后在这个子空间上用神经网络进行逼近.利用这 种方法对岩石边坡工程中边坡稳定性进行分析建模,并和传统的神经网络建模方法进行比较, 说明了该方法的有效性.
2002, 28(1): 34-40.
摘要:
对于状态不可测的输入受限线性时不变系统,提出一种基于状态观测器的控制方法. 该方法采用双模控制策略,将不变椭圆集概念同时应用于观测器的状态方程和误差方程,给出 估计状态不变性和控制输入可行性条件并给出了闭环系统的稳定性定理.仿真结果表明了所提 方法的有效性.
对于状态不可测的输入受限线性时不变系统,提出一种基于状态观测器的控制方法. 该方法采用双模控制策略,将不变椭圆集概念同时应用于观测器的状态方程和误差方程,给出 估计状态不变性和控制输入可行性条件并给出了闭环系统的稳定性定理.仿真结果表明了所提 方法的有效性.
2002, 28(1): 41-49.
摘要:
考虑一个广义相对阶为1的多变量系统之变结构模型参考自适应控制器(VS-MRAC) 设计问题,提出了一种切换控制方案,解决了现有多变量VS-MRAC和多变量模型参考自适应 控制(MRAC)中两个尚未解决的问题:1)使系统跟踪误差的每个分量均满足预先给定的性能指 标;2)无须假定对象高频增益矩阵满足通常的正定性条件.
考虑一个广义相对阶为1的多变量系统之变结构模型参考自适应控制器(VS-MRAC) 设计问题,提出了一种切换控制方案,解决了现有多变量VS-MRAC和多变量模型参考自适应 控制(MRAC)中两个尚未解决的问题:1)使系统跟踪误差的每个分量均满足预先给定的性能指 标;2)无须假定对象高频增益矩阵满足通常的正定性条件.
2002, 28(1): 50-55.
摘要:
分别研究了一类线性不确定连续和离散系统的鲁棒保成本滤波器的设计问题.采用保 成本滤波器(guaranteed cost filter)的设计思想,用线性矩阵不等式的形式给出鲁棒保成本滤波 器存在的简便检验条件,由LMI的解直接得到滤波器各参数的值.对鲁棒保成本滤波器存在的 系统,进一步优化成本矩阵,获得了最优鲁棒保成本滤波器.最后给出一个仿真实例,结果验证 了方法的有效性.
分别研究了一类线性不确定连续和离散系统的鲁棒保成本滤波器的设计问题.采用保 成本滤波器(guaranteed cost filter)的设计思想,用线性矩阵不等式的形式给出鲁棒保成本滤波 器存在的简便检验条件,由LMI的解直接得到滤波器各参数的值.对鲁棒保成本滤波器存在的 系统,进一步优化成本矩阵,获得了最优鲁棒保成本滤波器.最后给出一个仿真实例,结果验证 了方法的有效性.
2002, 28(1): 56-62.
摘要:
从分形布朗运动的平均Holder数出发,提取人造目标与自然场景的相对距离,用小波 变换提高抗畸变及干扰能力,通过不同分辨率下的小波Holder数的计算,并进行直线拟合,根 据直线的斜率及线性度可区分目标和背景,提出了一种多分辨分析相对距离的目标识别算法 (MRRD).实验表明,该方法可识别用单纯的分形特征参数难以识别的目标,是一种有效的识别 人造目标的方法,具有算法效率高,便于实时处理的特点.
从分形布朗运动的平均Holder数出发,提取人造目标与自然场景的相对距离,用小波 变换提高抗畸变及干扰能力,通过不同分辨率下的小波Holder数的计算,并进行直线拟合,根 据直线的斜率及线性度可区分目标和背景,提出了一种多分辨分析相对距离的目标识别算法 (MRRD).实验表明,该方法可识别用单纯的分形特征参数难以识别的目标,是一种有效的识别 人造目标的方法,具有算法效率高,便于实时处理的特点.
2002, 28(1): 63-73.
摘要:
研究完成了一个实用的可用于大幅面像素地图的三维地形重建系统.提出一个实用的 等高线内插算法,算法克服了网格绘制等值线方法和三角网绘制等值线方法因只考虑了点的位 置属性、未考虑等高线的线属性而使插出的等高线常常会与母线相交的弱点;同时提出了一个 实用的等高线高程识别算法和一个可用于大幅面地图的三维规则数据场建立算法,算法充分利 用了等高线的先验知识,不仅建立的数据场的质量很高,而且算法的时间复杂性与数据点数 (m)和网格点数(n)成线性关系O(m+n),因此计算速度很快.最后利用三维规则数据场生成真 实感图形.
研究完成了一个实用的可用于大幅面像素地图的三维地形重建系统.提出一个实用的 等高线内插算法,算法克服了网格绘制等值线方法和三角网绘制等值线方法因只考虑了点的位 置属性、未考虑等高线的线属性而使插出的等高线常常会与母线相交的弱点;同时提出了一个 实用的等高线高程识别算法和一个可用于大幅面地图的三维规则数据场建立算法,算法充分利 用了等高线的先验知识,不仅建立的数据场的质量很高,而且算法的时间复杂性与数据点数 (m)和网格点数(n)成线性关系O(m+n),因此计算速度很快.最后利用三维规则数据场生成真 实感图形.
2002, 28(1): 74-82.
摘要:
展示了模糊推理与神经网络结合在脉冲GTAW熔池动态过程智能控制中的应用研究 结果.建立了脉冲GTAW平板对接动态过程特征:正反面熔池的最大宽度、长度与面积等参数 的神经网络模型,基于实验数据采用模糊辨识方法提取焊接过程的模糊控制规则,进而设计了 具有自学习适应能力的模糊神经网络控制器.建立了脉冲GTAW熔池动态过程智能控制系统, 焊接实验验证了所设计的模糊神经网络控制器具有智能控制效果.
展示了模糊推理与神经网络结合在脉冲GTAW熔池动态过程智能控制中的应用研究 结果.建立了脉冲GTAW平板对接动态过程特征:正反面熔池的最大宽度、长度与面积等参数 的神经网络模型,基于实验数据采用模糊辨识方法提取焊接过程的模糊控制规则,进而设计了 具有自学习适应能力的模糊神经网络控制器.建立了脉冲GTAW熔池动态过程智能控制系统, 焊接实验验证了所设计的模糊神经网络控制器具有智能控制效果.
2002, 28(1): 83-89.
摘要:
研究了敏捷制造车间(AMW)中的最优递阶随机生产计划与控制问题.首先根据实际 需要建立关联方程有延迟的车间生产的随机非线性规划模型,即一种求解动态优化问题的静态 优化模型.为求解方便将其转化成确定非线性规划模型并通过引进约束进一步转化成线性规划 模型.然后,提出分别用卡马卡算法和基于卡马卡算法的关联预测法进行求解,并编制了相应软 件.算例研究表明所提方法是非常有效的.
研究了敏捷制造车间(AMW)中的最优递阶随机生产计划与控制问题.首先根据实际 需要建立关联方程有延迟的车间生产的随机非线性规划模型,即一种求解动态优化问题的静态 优化模型.为求解方便将其转化成确定非线性规划模型并通过引进约束进一步转化成线性规划 模型.然后,提出分别用卡马卡算法和基于卡马卡算法的关联预测法进行求解,并编制了相应软 件.算例研究表明所提方法是非常有效的.
2002, 28(1): 90-96.
摘要:
高速公路交通流模型是高速公路交通监控系统设计、分析、仿真、运行的基础.由于高 速公路交通流模型是一个高阶非线性时变系统,这使得该模型的状态估计问题成为一个非常困 难的问题.这里简要描述了传统解析模型中的交通流宏观动态模型及扩展的卡尔曼滤波法 (Extended Kalman Filter-EKF)状态估计原理,讨论了该类模型在一条具有三个等长路段,一个 入口匝道,一个出口匝道的公路的应用,并利用EKF得出对三路段高速公路车流密度、车流速 度跟踪的仿真结果.仿真结果表明了算法的实用性.
高速公路交通流模型是高速公路交通监控系统设计、分析、仿真、运行的基础.由于高 速公路交通流模型是一个高阶非线性时变系统,这使得该模型的状态估计问题成为一个非常困 难的问题.这里简要描述了传统解析模型中的交通流宏观动态模型及扩展的卡尔曼滤波法 (Extended Kalman Filter-EKF)状态估计原理,讨论了该类模型在一条具有三个等长路段,一个 入口匝道,一个出口匝道的公路的应用,并利用EKF得出对三路段高速公路车流密度、车流速 度跟踪的仿真结果.仿真结果表明了算法的实用性.
2002, 28(1): 97-102,.
摘要:
研究了特殊状态需要特殊修理的诊断可修系统.假设系统有三种运行状态:正常状态、 异常状态和故障状态,有些异常状态和故障状态需要特殊的修理,但哪些异常状态和故障状态 需要特殊修理必须诊断后才能知道.利用概率分析和补充变量方法,求得了系统的重要可靠性 指标.
研究了特殊状态需要特殊修理的诊断可修系统.假设系统有三种运行状态:正常状态、 异常状态和故障状态,有些异常状态和故障状态需要特殊的修理,但哪些异常状态和故障状态 需要特殊修理必须诊断后才能知道.利用概率分析和补充变量方法,求得了系统的重要可靠性 指标.
2002, 28(1): 103-107.
摘要:
研究了离散情形下的反馈系统的稳定性问题,利用新近发展起来的积分二次约束 (IQC)方法,对离散系统的反馈连接问题,给出了其稳定性分析准则和一些必要条件,这些结果 适用于时不变与时变系统.其次,利用已有的结果.得到了离散时变系统MIMO情况下的绝对 稳定性问题的一个判据.最后,利用一个较强的IQC定义,给出了判断某一类反馈系统稳定的 充分必要条件.
研究了离散情形下的反馈系统的稳定性问题,利用新近发展起来的积分二次约束 (IQC)方法,对离散系统的反馈连接问题,给出了其稳定性分析准则和一些必要条件,这些结果 适用于时不变与时变系统.其次,利用已有的结果.得到了离散时变系统MIMO情况下的绝对 稳定性问题的一个判据.最后,利用一个较强的IQC定义,给出了判断某一类反馈系统稳定的 充分必要条件.
2002, 28(1): 108-111.
摘要:
离散事件决策子系统和数值反馈子系统合成的混合控制系统呈现出复杂的稳定动态 特性.研究了在达到模态切换周期的控制规则下,相应的系统连续状态轨迹的平稳性.给出了具 有较少约束的李雅谱诺夫型判据,不要求全局一致的李雅谱诺夫函数,不要求每个模态下的能 量函数单调递减.
离散事件决策子系统和数值反馈子系统合成的混合控制系统呈现出复杂的稳定动态 特性.研究了在达到模态切换周期的控制规则下,相应的系统连续状态轨迹的平稳性.给出了具 有较少约束的李雅谱诺夫型判据,不要求全局一致的李雅谱诺夫函数,不要求每个模态下的能 量函数单调递减.
2002, 28(1): 112-115.
摘要:
提出一种针对具有时变时滞的线性时滞系统的能量解耦方法,即从输入-输出的能量 关系上实现解耦,使得任何一个输入的能量主要控制对应的一个输出的能量,对其它输出能量 的影响尽可能小.该解耦方法兼有静态解耦与动态解耦的特点.所有结论均由线性矩阵不等式 描述.
提出一种针对具有时变时滞的线性时滞系统的能量解耦方法,即从输入-输出的能量 关系上实现解耦,使得任何一个输入的能量主要控制对应的一个输出的能量,对其它输出能量 的影响尽可能小.该解耦方法兼有静态解耦与动态解耦的特点.所有结论均由线性矩阵不等式 描述.
2002, 28(1): 116-119.
摘要:
研究可修系统的一个模型,假定系统有2种工作状态(正常及异常)和2种故障状态.系统 故障时不需检测,系统工作时必须经过检测才能知道它是正常还是异常,并且检测结果有可能出现 错误.系统开始工作后,每隔一段时间对它检测一次,直到系统故障或检测出系统处于异常状态为 止.利用补充变量方法求出了系统的可靠性指标、系统的最优检测周期和诊断参数的最优临界值.
研究可修系统的一个模型,假定系统有2种工作状态(正常及异常)和2种故障状态.系统 故障时不需检测,系统工作时必须经过检测才能知道它是正常还是异常,并且检测结果有可能出现 错误.系统开始工作后,每隔一段时间对它检测一次,直到系统故障或检测出系统处于异常状态为 止.利用补充变量方法求出了系统的可靠性指标、系统的最优检测周期和诊断参数的最优临界值.
2002, 28(1): 120-125.
摘要:
定义了遗传交叉运算的可达性及其达概率的概念,指出传统的单点交叉运算只使得参 与交叉运算的个体对所张成子空间的边缘是可达的,且为非均匀可达的,从而大大地限制了该 运算的搜索能力.为此,讨论了一致交叉运算的可达性,指出它使得参与交叉运算的个体对所张 成子空间的全空间都是可达的,且可以构造交叉字串使得它是均匀可达的,从而有效提高算法 的搜索能力.同时讨论了个体对交叉运算的可达性与群体进行交叉运算的可达性的关系.
定义了遗传交叉运算的可达性及其达概率的概念,指出传统的单点交叉运算只使得参 与交叉运算的个体对所张成子空间的边缘是可达的,且为非均匀可达的,从而大大地限制了该 运算的搜索能力.为此,讨论了一致交叉运算的可达性,指出它使得参与交叉运算的个体对所张 成子空间的全空间都是可达的,且可以构造交叉字串使得它是均匀可达的,从而有效提高算法 的搜索能力.同时讨论了个体对交叉运算的可达性与群体进行交叉运算的可达性的关系.
2002, 28(1): 126-130.
摘要:
阐述基于云模型理论的飞行器导航系统模糊可靠性评测分析.云模型是一种新的实现 定性概念和定量数值之间转换的有力工具,用来统一刻划基于语言值的定性概念和数值表示之 间的相互映射关系.云的数字特征期望值Ex、熵En和超熵He三个数值表征,把模糊性和随机 性完全集成在一起,作为知识表示的基础.将其用于飞行器导航系统模糊可靠性分析及故障检 测,可有效地提高飞行器导航系统的可靠性分析.仿真结果说明了该分析方法的可行性和有效性.
阐述基于云模型理论的飞行器导航系统模糊可靠性评测分析.云模型是一种新的实现 定性概念和定量数值之间转换的有力工具,用来统一刻划基于语言值的定性概念和数值表示之 间的相互映射关系.云的数字特征期望值Ex、熵En和超熵He三个数值表征,把模糊性和随机 性完全集成在一起,作为知识表示的基础.将其用于飞行器导航系统模糊可靠性分析及故障检 测,可有效地提高飞行器导航系统的可靠性分析.仿真结果说明了该分析方法的可行性和有效性.
2002, 28(1): 131-136.
摘要:
研究了具有非线性扰动控制系统鲁棒稳定界的定义、优化等问题,而且分析了鲁棒控 制稳定界与Riccati矩阵方程解的关系,给出了基于LQ最优控制逆问题参数化解的极大化鲁棒 控制稳定界的优化算法.通过对上述问题的研究,使得约束条件下鲁棒控制系统稳定界与IQ 最优控制逆问题的解法相联系.
研究了具有非线性扰动控制系统鲁棒稳定界的定义、优化等问题,而且分析了鲁棒控 制稳定界与Riccati矩阵方程解的关系,给出了基于LQ最优控制逆问题参数化解的极大化鲁棒 控制稳定界的优化算法.通过对上述问题的研究,使得约束条件下鲁棒控制系统稳定界与IQ 最优控制逆问题的解法相联系.
2002, 28(1): 137-142.
摘要:
针对一类不确定非线性系统,基于一种修改的李亚普诺夫函数并利用Ⅱ型模糊系统的 逼近能力,提出了一种稳定自适应模糊控制器设计的新方案.该方案能够避免现有的一些自适 应模糊/神经网络控制器设计中对控制增益一阶导数上界的要求.通过理论分析,证明了闭环模 糊控制系统是全局稳定的,跟踪误差收敛到零.
针对一类不确定非线性系统,基于一种修改的李亚普诺夫函数并利用Ⅱ型模糊系统的 逼近能力,提出了一种稳定自适应模糊控制器设计的新方案.该方案能够避免现有的一些自适 应模糊/神经网络控制器设计中对控制增益一阶导数上界的要求.通过理论分析,证明了闭环模 糊控制系统是全局稳定的,跟踪误差收敛到零.
