1999年 第25卷 第1期
1999, 25(1): 1-8.
摘要:
在计算机图形学中,经常采用多边形网格来描述物体模型.由于绘制时间和存储量 与多边形的数量成正比,过于庞大的物体网格模型通常是不实用的.模型简化在计算机动画、 虚拟现实和交互式可视化等计算机图形应用领域有着广阔的应用前景.为此提出一种新的基 于顶点聚类的网格简化算法.该算法利用八叉树对网格进行自适应划分,给出了一种基于点 到平面距离的有效的误差控制方法,并能在用户指定的误差范围内通过使原始网格中的顶点 聚类达到大量简化的目的.该算法实现简单,速度快且能很好地保持边界特征.给出的一组图 例说明了该算法的有效性.
在计算机图形学中,经常采用多边形网格来描述物体模型.由于绘制时间和存储量 与多边形的数量成正比,过于庞大的物体网格模型通常是不实用的.模型简化在计算机动画、 虚拟现实和交互式可视化等计算机图形应用领域有着广阔的应用前景.为此提出一种新的基 于顶点聚类的网格简化算法.该算法利用八叉树对网格进行自适应划分,给出了一种基于点 到平面距离的有效的误差控制方法,并能在用户指定的误差范围内通过使原始网格中的顶点 聚类达到大量简化的目的.该算法实现简单,速度快且能很好地保持边界特征.给出的一组图 例说明了该算法的有效性.
1999, 25(1): 9-17.
摘要:
目前出现的一些智能控制,大多数要靠现场试凑确定控制器结构和参数,缺乏事先 按要求进行控制器设计的完整思想.为此,介绍一种新方法--基于对象特征模型描述的智 能控制.该方法的基本思想是根据对象的特征模型描述和控制要求,设计智能控制器.它设计 简单,使用方便,一般不需人们现场试凑调整.论文阐述了本方法产生的背景、基本原理和组 成,智能控制器的设计以及多个实际工程的应用情况.
目前出现的一些智能控制,大多数要靠现场试凑确定控制器结构和参数,缺乏事先 按要求进行控制器设计的完整思想.为此,介绍一种新方法--基于对象特征模型描述的智 能控制.该方法的基本思想是根据对象的特征模型描述和控制要求,设计智能控制器.它设计 简单,使用方便,一般不需人们现场试凑调整.论文阐述了本方法产生的背景、基本原理和组 成,智能控制器的设计以及多个实际工程的应用情况.
1999, 25(1): 18-24.
摘要:
针对视觉引导的机器人轨线跟踪控制问题,结合视觉传感器的测量特点提出了视觉 与控制集成的控制方案,在跟踪轨线切向实现等速度控制,而在法向实现位置控制,这一法向 位置误差容易由采样图象直接获得,采用一并行控制器可实现伺服级上的视觉引导,使系统 跟踪性能得到明显提高,在小视场条件下(26.4mm×26.4mm)跟踪速度达到250mm/s.
针对视觉引导的机器人轨线跟踪控制问题,结合视觉传感器的测量特点提出了视觉 与控制集成的控制方案,在跟踪轨线切向实现等速度控制,而在法向实现位置控制,这一法向 位置误差容易由采样图象直接获得,采用一并行控制器可实现伺服级上的视觉引导,使系统 跟踪性能得到明显提高,在小视场条件下(26.4mm×26.4mm)跟踪速度达到250mm/s.
1999, 25(1): 25-31.
摘要:
针对水泥机立窑数学模型过于复杂且难以建立的特点,提出了以稳定底火为目标的 微机模糊控制方案.对立窑底火进行了系统划分,给出了底火状态的模糊定义,并提出了一种 多变量多级混合模型的识别方法.在总结人工操作经验的基础上经优化处理制定了稳定底火 的模糊控制规则.为了简化计算过程,采用一种简单实用的模糊推理合成算法.计算机控制系 统的实际运行表明了该控制方案的正确性和实用性.
针对水泥机立窑数学模型过于复杂且难以建立的特点,提出了以稳定底火为目标的 微机模糊控制方案.对立窑底火进行了系统划分,给出了底火状态的模糊定义,并提出了一种 多变量多级混合模型的识别方法.在总结人工操作经验的基础上经优化处理制定了稳定底火 的模糊控制规则.为了简化计算过程,采用一种简单实用的模糊推理合成算法.计算机控制系 统的实际运行表明了该控制方案的正确性和实用性.
1999, 25(1): 32-37.
摘要:
应用现代时间序列分析方法,基于ARMA新息模型和白噪声估值器,对线性定常 离散随机系统提出了两种新的固定点Kalman平滑器和两种新的正向固定区间Kalman平滑 器.它们的优点是避免了解Riccati方程,算法简单,可在线实现.为了保证它们的最优性,给 出了最优初值估值公式.仿真例子说明了其有效性.
应用现代时间序列分析方法,基于ARMA新息模型和白噪声估值器,对线性定常 离散随机系统提出了两种新的固定点Kalman平滑器和两种新的正向固定区间Kalman平滑 器.它们的优点是避免了解Riccati方程,算法简单,可在线实现.为了保证它们的最优性,给 出了最优初值估值公式.仿真例子说明了其有效性.
1999, 25(1): 38-44.
摘要:
基于广义稳态和稳态集合的中心名义值概念,给出了工业过程广义稳态优化控制问 题的数学描述,并就该问题的存在性给予了充分性证明;此外.对处理工业过程广义稳态优化 控制问题的一种等效方法展开了深入讨论,给出了具体算法步骤,并对一个化工过程的广义 稳态优化算例进行了仿真计算;结果表明,文中关于广义稳态优化控制问题的定义是正确的, 算法是有效的.
基于广义稳态和稳态集合的中心名义值概念,给出了工业过程广义稳态优化控制问 题的数学描述,并就该问题的存在性给予了充分性证明;此外.对处理工业过程广义稳态优化 控制问题的一种等效方法展开了深入讨论,给出了具体算法步骤,并对一个化工过程的广义 稳态优化算例进行了仿真计算;结果表明,文中关于广义稳态优化控制问题的定义是正确的, 算法是有效的.
1999, 25(1): 45-51.
摘要:
给出了一种具有集成化特征的、快速求解大规模系统动态规划问题的神经网络模型 (LDPNN),该神经网络将大系统的各子系统的动态方程约束嵌入局部优化子网络,使得整个 网络的结构简洁、紧凑,便于硬件实现,该神经网络计算模型克服了数值方法迭代计算的缺 陷,求解效率高,适宜于大规模动态系统实时优化应用.
给出了一种具有集成化特征的、快速求解大规模系统动态规划问题的神经网络模型 (LDPNN),该神经网络将大系统的各子系统的动态方程约束嵌入局部优化子网络,使得整个 网络的结构简洁、紧凑,便于硬件实现,该神经网络计算模型克服了数值方法迭代计算的缺 陷,求解效率高,适宜于大规模动态系统实时优化应用.
1999, 25(1): 52-59.
摘要:
溶剂回收系统的优化目标是在保证润滑油质量的前提下尽量降低能量消耗,由于外 界干扰大、参数波动大、存在较大滞后等因素,能耗优化数学模型难以满足在线优化的要求, 为此提出了一种数学建模与优化、专家系统建模与优化相结合的混合优化策略.为满足能耗 优化的需要,采用了一种基于BP神经网络的润滑油质量指标"闪点"的软测量技术和一种保 证蒸发塔温度控制的非线性预测算法.实际应用结果证明该混合优化策略是成功的.
溶剂回收系统的优化目标是在保证润滑油质量的前提下尽量降低能量消耗,由于外 界干扰大、参数波动大、存在较大滞后等因素,能耗优化数学模型难以满足在线优化的要求, 为此提出了一种数学建模与优化、专家系统建模与优化相结合的混合优化策略.为满足能耗 优化的需要,采用了一种基于BP神经网络的润滑油质量指标"闪点"的软测量技术和一种保 证蒸发塔温度控制的非线性预测算法.实际应用结果证明该混合优化策略是成功的.
1999, 25(1): 60-67.
摘要:
应用模糊神经网络实现的预测系统通过对历史数据的自适应学习获得初始的模糊 预测模型,借助等价结构的ANN基于实时数据的梯度信息对系统参数进行BP训练,具有较 强的适应性和自学习能力.以电力短期负荷预测(STLF)为应用背景,进行了系统化的实验研 究,结果表明这一智能化的预测系统的性能是令人满意的.
应用模糊神经网络实现的预测系统通过对历史数据的自适应学习获得初始的模糊 预测模型,借助等价结构的ANN基于实时数据的梯度信息对系统参数进行BP训练,具有较 强的适应性和自学习能力.以电力短期负荷预测(STLF)为应用背景,进行了系统化的实验研 究,结果表明这一智能化的预测系统的性能是令人满意的.
1999, 25(1): 68-72.
摘要:
序号编码的遗传算法(GA)不能在两条染色体的任意位置进行交叉,必须使用 PMX,CX和OX等特殊的交叉算子,而这些交叉算子实施起来都很麻烦.针对序号编码GA 的上述不足,提出一种单亲遗传算法(PGA).PGA采用序号编码,不使用交叉算子,而代之以 隐含序号编码GA交叉算子功能的基因换位等遗传算子,简化了遗传操作,并且不要求初始 群体具有多样性,也不存在"早熟收敛"问题.仿真结果验证了这种算法的有效性.
序号编码的遗传算法(GA)不能在两条染色体的任意位置进行交叉,必须使用 PMX,CX和OX等特殊的交叉算子,而这些交叉算子实施起来都很麻烦.针对序号编码GA 的上述不足,提出一种单亲遗传算法(PGA).PGA采用序号编码,不使用交叉算子,而代之以 隐含序号编码GA交叉算子功能的基因换位等遗传算子,简化了遗传操作,并且不要求初始 群体具有多样性,也不存在"早熟收敛"问题.仿真结果验证了这种算法的有效性.
1999, 25(1): 73-81.
摘要:
提出了一个新的两阶段二维多速度运动检测模型.该模型首先利用基于乘积侧抑制 速度检测子MIVD的一维速度检测特性,构成了一维多速度运动感知层.检测出一维速度信 息,然后利用胞神经网络(CNN)模拟皮层功能柱问的局部动态交互,完成多速度二维运动检 测.实验证明,这种分层并行多频道模型是对初级视觉运动感知的良好建模.应用这种模型可 以实现基于"运动信息驱动"的注意力集中机制,也可用于构成视觉高层反馈的"目的驱动"机 制.
提出了一个新的两阶段二维多速度运动检测模型.该模型首先利用基于乘积侧抑制 速度检测子MIVD的一维速度检测特性,构成了一维多速度运动感知层.检测出一维速度信 息,然后利用胞神经网络(CNN)模拟皮层功能柱问的局部动态交互,完成多速度二维运动检 测.实验证明,这种分层并行多频道模型是对初级视觉运动感知的良好建模.应用这种模型可 以实现基于"运动信息驱动"的注意力集中机制,也可用于构成视觉高层反馈的"目的驱动"机 制.
1999, 25(1): 82-88.
摘要:
用二维视觉搜索实验中的成功扫视幅度中值来量度视力角.通过对成功扫视幅度的 计算和分析,研究了视力角与搜索场景对比度,及干扰物体密度的关系,并揭示了扫视眼动是 由全局搜索策略和瞬间周边视觉信息的引导所共同控制.最后用正态分布模型来模拟视力 角,通过选择适当参数,所给出的函数式能较好地拟合实验数据,并能反映出场景对比度和干 扰物密度之间的互补关系.
用二维视觉搜索实验中的成功扫视幅度中值来量度视力角.通过对成功扫视幅度的 计算和分析,研究了视力角与搜索场景对比度,及干扰物体密度的关系,并揭示了扫视眼动是 由全局搜索策略和瞬间周边视觉信息的引导所共同控制.最后用正态分布模型来模拟视力 角,通过选择适当参数,所给出的函数式能较好地拟合实验数据,并能反映出场景对比度和干 扰物密度之间的互补关系.
1999, 25(1): 89-93.
摘要:
在工程应用中,状态估计的指标要求常常表现为误差协方差的形式.在充分考虑系 统内采样特性的基础上,提出了采样估计协方差的定义和一种新的采样估计方法,目的在于 设计离散估计器使采样估计协方差达到指定值,从而获得满意的稳定状态估计性能.将此采 样估计问题等价地转化为一个虚拟离散系统的估计器设计问题,给出了期望估计器的存在条 件及显式表示.数值例子说明了方法的有效性.
在工程应用中,状态估计的指标要求常常表现为误差协方差的形式.在充分考虑系 统内采样特性的基础上,提出了采样估计协方差的定义和一种新的采样估计方法,目的在于 设计离散估计器使采样估计协方差达到指定值,从而获得满意的稳定状态估计性能.将此采 样估计问题等价地转化为一个虚拟离散系统的估计器设计问题,给出了期望估计器的存在条 件及显式表示.数值例子说明了方法的有效性.
1999, 25(1): 94-99.
摘要:
基于广义逆矩阵Pade逼近的特点是在保持逼近阶的前提下,在构造过程中不需要 用到矩阵的乘法运算.利用该结果建立矩阵指数etA的一种新的非线性逼近算法.该方法与原 Pade近似法相比具有明显的优点,即它对奇异矩阵和高阶矩阵是适用的,并且所得到的算法 适合编程上机进行计算.给出的一个计算实例说明了算法的有效性.逼近公式的存在性和唯 一性得到了证明.
基于广义逆矩阵Pade逼近的特点是在保持逼近阶的前提下,在构造过程中不需要 用到矩阵的乘法运算.利用该结果建立矩阵指数etA的一种新的非线性逼近算法.该方法与原 Pade近似法相比具有明显的优点,即它对奇异矩阵和高阶矩阵是适用的,并且所得到的算法 适合编程上机进行计算.给出的一个计算实例说明了算法的有效性.逼近公式的存在性和唯 一性得到了证明.
1999, 25(1): 100-104.
摘要:
研究4状态检测系统的一个模型,假定系统有4种运行状态:正常、异常、隐患和故障, 其中故障状态不需检测便可发现,正常、异常和隐患均为工作状态,需经过检测才能发现.当 系统工作时,每隔一段随机时间对它检测一次,直到系统故障或检测出系统处于隐患状态为 止.利用概率分析和补充变量方法,研究了系统的可靠性指标和最优检测周期.
研究4状态检测系统的一个模型,假定系统有4种运行状态:正常、异常、隐患和故障, 其中故障状态不需检测便可发现,正常、异常和隐患均为工作状态,需经过检测才能发现.当 系统工作时,每隔一段随机时间对它检测一次,直到系统故障或检测出系统处于隐患状态为 止.利用概率分析和补充变量方法,研究了系统的可靠性指标和最优检测周期.
1999, 25(1): 105-111.
摘要:
PID神经元网络是一种新的多层前向神经元网络,其隐含层单元分别为比例(P)、积 分(I)、微分(D)单元,各层神经元个数、连接方式、连接权初值是按PID控制规律的基本原则 确定的,它可以用于多变量系统的解耦控制.给出了PID神经元网络的结构形式和计算方 法,从理论上证明了PID神经元网络多变量控制系统的收敛件和稳定性,通过计算机仿真证 明了PID神经元网络具有良好的自学习和自适应解耦控制性能.
PID神经元网络是一种新的多层前向神经元网络,其隐含层单元分别为比例(P)、积 分(I)、微分(D)单元,各层神经元个数、连接方式、连接权初值是按PID控制规律的基本原则 确定的,它可以用于多变量系统的解耦控制.给出了PID神经元网络的结构形式和计算方 法,从理论上证明了PID神经元网络多变量控制系统的收敛件和稳定性,通过计算机仿真证 明了PID神经元网络具有良好的自学习和自适应解耦控制性能.
1999, 25(1): 112-116.
摘要:
研究具有线性漂移的、以Markov链为开关函数的多模态随机系统的反馈镇定,通 过建立多模态随机系统的均方渐近平坦性定理,给出具有线性漂移的多模态随机系统和线性 多模态随机系统的反馈镇定方案,并给出控制器设计中的计算方法,用仿真实例验证了该方 法的效果.
研究具有线性漂移的、以Markov链为开关函数的多模态随机系统的反馈镇定,通 过建立多模态随机系统的均方渐近平坦性定理,给出具有线性漂移的多模态随机系统和线性 多模态随机系统的反馈镇定方案,并给出控制器设计中的计算方法,用仿真实例验证了该方 法的效果.
1999, 25(1): 117-121.
摘要:
给出了离散Lyapunov方程在参数摄动下正定解上、下界的一种新估计,它允许的 摄动结构更为一般,且只需解两个代数Riccati方程,从而避免了高阶代数方程的求解.从而 为基于李雅普诺夫方程的系统分析及控制问题提供必要的理论分析基础.数值算例说明了本 文结果的优越性.
给出了离散Lyapunov方程在参数摄动下正定解上、下界的一种新估计,它允许的 摄动结构更为一般,且只需解两个代数Riccati方程,从而避免了高阶代数方程的求解.从而 为基于李雅普诺夫方程的系统分析及控制问题提供必要的理论分析基础.数值算例说明了本 文结果的优越性.
1999, 25(1): 122-126.
摘要:
提出了一种基于对象特征的自适应模糊控制.模糊控制器在线判断对象特征,预 测控制过程所需能量;据此在线动态变动模糊集合的划分,适应不同对象的控制.控制系统动 态品质和稳定性分别在阶跃响应上升阶段和稳态调整阶段实现,兼顾两方面的要求.给出了 模糊控制系统稳定的一个充分条件.该条件通过调整控制量的模糊划分实现.
提出了一种基于对象特征的自适应模糊控制.模糊控制器在线判断对象特征,预 测控制过程所需能量;据此在线动态变动模糊集合的划分,适应不同对象的控制.控制系统动 态品质和稳定性分别在阶跃响应上升阶段和稳态调整阶段实现,兼顾两方面的要求.给出了 模糊控制系统稳定的一个充分条件.该条件通过调整控制量的模糊划分实现.
1999, 25(1): 127-132.
摘要:
针对循环流化床锅炉汽温被控对象的高阶特性,参照smith预估滞后系统的设计 方法,提出一种与内模原理相结合的模型参考自适应解耦控制系统.由此所设计的控制系统 有效地消除了被控对象高阶特性对系统带来的不良影响,同时消除了给水流量变化引起汽温 变化的耦合关系.该系统简单、实用,具有工程应用价值,现场运行收到较好的控制效果.
针对循环流化床锅炉汽温被控对象的高阶特性,参照smith预估滞后系统的设计 方法,提出一种与内模原理相结合的模型参考自适应解耦控制系统.由此所设计的控制系统 有效地消除了被控对象高阶特性对系统带来的不良影响,同时消除了给水流量变化引起汽温 变化的耦合关系.该系统简单、实用,具有工程应用价值,现场运行收到较好的控制效果.
