2004年 第30卷 第3期
2004, 30(3): 321-329.
摘要:
考虑了在区域极点约束下状态反馈的鲁棒H2控制问题.分别对含多面体不确定性的连 续和离散系统进行了讨论.基于LMI,给出了存在参数相关的Lyapunov矩阵的充分条件.利用 LMI凸优化方法的解,所得静态反馈控制器,不仅保证闭环系统的极点在-给定区域内,而且还 使性能指标H2的一上界达到最小.
考虑了在区域极点约束下状态反馈的鲁棒H2控制问题.分别对含多面体不确定性的连 续和离散系统进行了讨论.基于LMI,给出了存在参数相关的Lyapunov矩阵的充分条件.利用 LMI凸优化方法的解,所得静态反馈控制器,不仅保证闭环系统的极点在-给定区域内,而且还 使性能指标H2的一上界达到最小.
2004, 30(3): 330-336.
摘要:
采用微分几何方法,提出一种针对一般并联机器人的奇异性的分类方法,依据奇异流形 与奇异运动方向的关系,将奇异性进一步区分为一阶奇异性和二阶奇异性,基于二阶奇异点分布 的连续性属性将其中的二阶奇异性进一步分为退化和非退化奇异性,并对退化奇异性的物理含 义进行了分析,指出退化奇异给机构带来的危险性.最后针对冗余驱动的平面二自由度并联机构 进行了分析.
采用微分几何方法,提出一种针对一般并联机器人的奇异性的分类方法,依据奇异流形 与奇异运动方向的关系,将奇异性进一步区分为一阶奇异性和二阶奇异性,基于二阶奇异点分布 的连续性属性将其中的二阶奇异性进一步分为退化和非退化奇异性,并对退化奇异性的物理含 义进行了分析,指出退化奇异给机构带来的危险性.最后针对冗余驱动的平面二自由度并联机构 进行了分析.
2004, 30(3): 337-344.
摘要:
对盲信号分离的基本理论问题进行了探讨,给出了从混叠信号中分离出源信号的充要 条件,并回答了源信号能提取的数量问题.同时,还给出了基于该理论的盲分离算法,该方法适应 于病态混叠情形下的提取.且就几种不同的情况进行了计算机仿真.仿真结果表明了所提理论的 正确性及相应算法的有效性.
对盲信号分离的基本理论问题进行了探讨,给出了从混叠信号中分离出源信号的充要 条件,并回答了源信号能提取的数量问题.同时,还给出了基于该理论的盲分离算法,该方法适应 于病态混叠情形下的提取.且就几种不同的情况进行了计算机仿真.仿真结果表明了所提理论的 正确性及相应算法的有效性.
2004, 30(3): 345-350.
摘要:
针对线性周期多采样率系统的满意滤波问题,根据满意估计思想,将结构不确定周期系 统满足滤波系统稳定与H∞指标的满意估计问题转化为Riccati矩阵不等式求解问题,无须采用 通常的提升手段而直接运用数值法与内点法进行周期系统多指标设计.利用线性矩阵不等式技 术(LMI)提出了一种基于LMI的满意滤波器设计方法.仿真例子验证了相关的结论.
针对线性周期多采样率系统的满意滤波问题,根据满意估计思想,将结构不确定周期系 统满足滤波系统稳定与H∞指标的满意估计问题转化为Riccati矩阵不等式求解问题,无须采用 通常的提升手段而直接运用数值法与内点法进行周期系统多指标设计.利用线性矩阵不等式技 术(LMI)提出了一种基于LMI的满意滤波器设计方法.仿真例子验证了相关的结论.
2004, 30(3): 351-356.
摘要:
讨论具有一般线性耗散边界反馈的Euler-Bernoulli梁的指数镇定问题.首先将所讨论 的系统化为抽象空间中的发展方程,并利用G0半群理论给出闭环系统解的存在唯一性.其次,对 相应的闭环系统特征方程进行详尽的讨论计算,得到了系统本征值的分布特性,从而利用Lassel 不变原理得到了闭环系统渐近稳定的充分必要条件.最后通过对闭环系统的本征值及其相应的 本征函数进行估计,导出了相应的闭环系统指数稳定的充分必要条件.
讨论具有一般线性耗散边界反馈的Euler-Bernoulli梁的指数镇定问题.首先将所讨论 的系统化为抽象空间中的发展方程,并利用G0半群理论给出闭环系统解的存在唯一性.其次,对 相应的闭环系统特征方程进行详尽的讨论计算,得到了系统本征值的分布特性,从而利用Lassel 不变原理得到了闭环系统渐近稳定的充分必要条件.最后通过对闭环系统的本征值及其相应的 本征函数进行估计,导出了相应的闭环系统指数稳定的充分必要条件.
2004, 30(3): 357-363.
摘要:
研究了一类具有不可控不稳定线性化和线性化参数的非线性系统的全局自适应实用输 出跟踪控制问题,这类系统既不具有反馈线性化性质,对输入也没有仿射特性.因为这类系统的 线性化系统具有不可控模式且该模式在右半平面内有根,所以全局渐近输出跟踪是不可能的(甚 至是局部的).应用修正的自适应增加幂积分方法,设计了一种光滑状态反馈控制器,保证闭环系 统所有信号全局一致最终有界,且使跟踪误差进入零的小邻域内.仿真结果表明该控制器是可行 的并且是有效的.
研究了一类具有不可控不稳定线性化和线性化参数的非线性系统的全局自适应实用输 出跟踪控制问题,这类系统既不具有反馈线性化性质,对输入也没有仿射特性.因为这类系统的 线性化系统具有不可控模式且该模式在右半平面内有根,所以全局渐近输出跟踪是不可能的(甚 至是局部的).应用修正的自适应增加幂积分方法,设计了一种光滑状态反馈控制器,保证闭环系 统所有信号全局一致最终有界,且使跟踪误差进入零的小邻域内.仿真结果表明该控制器是可行 的并且是有效的.
2004, 30(3): 364-370.
摘要:
基于等价关系的经典粗糙集理论已取得了极大进展.但现实中的等价关系要求过于严 格.因此,可将其放宽为相容关系.粗糙集理论中的粗计算方法一直是该理论的重要研究内容.本 文在基于相容关系的基础上提出了相容矩阵的概念,建立了相容关系和相容矩阵间的一一对应 关系,通过矩阵计算来刻画粗分析中的一系列计算方法;并利用相容矩阵提出了不完备信息系统 的属性约简启发式算法,分析了算法的时间复杂度.通过实例说明了该方法是适用而有效的.
基于等价关系的经典粗糙集理论已取得了极大进展.但现实中的等价关系要求过于严 格.因此,可将其放宽为相容关系.粗糙集理论中的粗计算方法一直是该理论的重要研究内容.本 文在基于相容关系的基础上提出了相容矩阵的概念,建立了相容关系和相容矩阵间的一一对应 关系,通过矩阵计算来刻画粗分析中的一系列计算方法;并利用相容矩阵提出了不完备信息系统 的属性约简启发式算法,分析了算法的时间复杂度.通过实例说明了该方法是适用而有效的.
2004, 30(3): 371-379.
摘要:
给出了一种新的类条件密度函数估计的σPNN模型,它基于模式层共享的PNN和模式 层分离的PNN,即每个类不仅拥有一组只属于自己的模式层,还拥有所有类都共享的几个模式 层,这里共享意味着每个核函数对所有类的条件密度估计都有贡献,新模型的训练采用最大似然 准则,并改进了EM算法来调整模型参数.闭集文本自由说话人辨认试验证明了提出的模型及其 算法的正确性．
给出了一种新的类条件密度函数估计的σPNN模型,它基于模式层共享的PNN和模式 层分离的PNN,即每个类不仅拥有一组只属于自己的模式层,还拥有所有类都共享的几个模式 层,这里共享意味着每个核函数对所有类的条件密度估计都有贡献,新模型的训练采用最大似然 准则,并改进了EM算法来调整模型参数.闭集文本自由说话人辨认试验证明了提出的模型及其 算法的正确性．
2004, 30(3): 380-389.
摘要:
在文献自适应辨识预报和控制-多层递阶途经中,我们提出了非线性系统动态线性化 的概念.这种动态线性化仅仅是形式上的,而不是真的线性化.但研究发现,在这种线性化过程 中,包含了一种新的系统辨识思想,那就是在线实时建模一实时反馈控制校正的思想.这种辨识 把建模与反馈控制结合成为一体,突破了参数自适应的框架.实现了控制系统的结构自适应性, 并且避免了建立数学模型这一繁锁的步骤.本文就是对这种系统建模与控制一体化的途径进行 介绍.
在文献自适应辨识预报和控制-多层递阶途经中,我们提出了非线性系统动态线性化 的概念.这种动态线性化仅仅是形式上的,而不是真的线性化.但研究发现,在这种线性化过程 中,包含了一种新的系统辨识思想,那就是在线实时建模一实时反馈控制校正的思想.这种辨识 把建模与反馈控制结合成为一体,突破了参数自适应的框架.实现了控制系统的结构自适应性, 并且避免了建立数学模型这一繁锁的步骤.本文就是对这种系统建模与控制一体化的途径进行 介绍.
2004, 30(3): 390-399.
摘要:
对以前提出的非线性动态手写模板加以改进并用于手写汉字的部件识别.在训练阶 段,核-主元分析用来捕捉非线性的手写变化.于是,只需改变少量的形状参数就可获得动态变 形的模板.在识别阶段,遗传算法取代了原始的动态通道算法去寻找最优的形状参数.我们对覆 盖2154个汉字类别的200个部件进行了实验,对不用人书写的430,800个测试样本的部件识 别率达97.4%.与现有的代表性部件方法比较也显示本文的方法效果最好.
对以前提出的非线性动态手写模板加以改进并用于手写汉字的部件识别.在训练阶 段,核-主元分析用来捕捉非线性的手写变化.于是,只需改变少量的形状参数就可获得动态变 形的模板.在识别阶段,遗传算法取代了原始的动态通道算法去寻找最优的形状参数.我们对覆 盖2154个汉字类别的200个部件进行了实验,对不用人书写的430,800个测试样本的部件识 别率达97.4%.与现有的代表性部件方法比较也显示本文的方法效果最好.
2004, 30(3): 400-406.
摘要:
研究机械臂在手眼关系未知情况下依靠视觉信息引导完成三维空间定位及跟踪问题. 基于耦合自抗扰控制原理,设计了不依赖于特定任务的广泛意义下的手眼协调控制器.利用 两个全局摄像机组成双目视觉系统,由图像特征可充分地确定机器人三维空间中的位置信 息.仿真和实验对这一方法的可行性和有效性进行了验证.
研究机械臂在手眼关系未知情况下依靠视觉信息引导完成三维空间定位及跟踪问题. 基于耦合自抗扰控制原理,设计了不依赖于特定任务的广泛意义下的手眼协调控制器.利用 两个全局摄像机组成双目视觉系统,由图像特征可充分地确定机器人三维空间中的位置信 息.仿真和实验对这一方法的可行性和有效性进行了验证.
2004, 30(3): 407-415.
摘要:
提出了一种基于不确定分析的多传感器动态分布融合方法.首先引入贴近度的概念对 传感器进行动态聚类,接着基于兼容测度实现了组内传感器信息的最优Bayesian估计融合;最 后给出了一种基于一致测度的多传感器信息动态融合的方法.通过实验对比分析,证实了此方 法具有较好的实效性和鲁棒性.
提出了一种基于不确定分析的多传感器动态分布融合方法.首先引入贴近度的概念对 传感器进行动态聚类,接着基于兼容测度实现了组内传感器信息的最优Bayesian估计融合;最 后给出了一种基于一致测度的多传感器信息动态融合的方法.通过实验对比分析,证实了此方 法具有较好的实效性和鲁棒性.
2004, 30(3): 416-422.
摘要:
提出一种广义模糊双曲正切模型,此模型可以看作是模糊双曲正切模型的扩展.讨论 了广义双典模型与T-S模型的关系,证明了此模型是T-S模型的真子集,它具有全局逼近性.给 出了此模型的一种参数及结构的辨识算法,仿真结果表明了建模及辨识算法的有效性.
提出一种广义模糊双曲正切模型,此模型可以看作是模糊双曲正切模型的扩展.讨论 了广义双典模型与T-S模型的关系,证明了此模型是T-S模型的真子集,它具有全局逼近性.给 出了此模型的一种参数及结构的辨识算法,仿真结果表明了建模及辨识算法的有效性.
2004, 30(3): 423-429.
摘要:
在利用全局特征进行语音情感特征分析的基础上,提出了采用情感语句中各元音时序 结构作为新的特征,并针对不同语句中包含不同元音个数的情况,提出了零补齐、分局均值补 齐、前均值补齐三种不同的规整方法.以从10名话者中搜集的带有欢快、愤怒、惊奇、悲伤4种 情感的1000句语句作为样本,本文对语音情感特征进行了分析.实验结果表明利用全局特征和 时序特征相结合,对时序特征采用前均值补齐,同时使用修正二次判别函数(MQDF)进行情感 识别能够获得94%的平均情感识别率.
在利用全局特征进行语音情感特征分析的基础上,提出了采用情感语句中各元音时序 结构作为新的特征,并针对不同语句中包含不同元音个数的情况,提出了零补齐、分局均值补 齐、前均值补齐三种不同的规整方法.以从10名话者中搜集的带有欢快、愤怒、惊奇、悲伤4种 情感的1000句语句作为样本,本文对语音情感特征进行了分析.实验结果表明利用全局特征和 时序特征相结合,对时序特征采用前均值补齐,同时使用修正二次判别函数(MQDF)进行情感 识别能够获得94%的平均情感识别率.
2004, 30(3): 430-435.
摘要:
指出控制李雅普诺夫承数(源于松弛控制)正是零状态可检测性的一种刻面,并由此区别 两类镇定控制;无源性控制和Sontag型控制.然后考察一类典型的级联系统,基于一定条件下的控 制李雅普诺夫函数,给出了不同于无源性控制的Sontag型镇定设计;考察这类系统的扰动情形,基 于一定条件下的输入到状态稳定控制李雅普诺夫承数,给出了Sontag型输入到状态镇定设计.
指出控制李雅普诺夫承数(源于松弛控制)正是零状态可检测性的一种刻面,并由此区别 两类镇定控制;无源性控制和Sontag型控制.然后考察一类典型的级联系统,基于一定条件下的控 制李雅普诺夫函数,给出了不同于无源性控制的Sontag型镇定设计;考察这类系统的扰动情形,基 于一定条件下的输入到状态稳定控制李雅普诺夫承数,给出了Sontag型输入到状态镇定设计.
2004, 30(3): 436-441.
摘要:
工业过程软测量技术的核心问题是建立软测量模型,然而,利用传统全局建模方法与多 模型建模方法进行复杂工业过程软测量建模时,在不同程度上存在一些问题.本文利用支持向量 机(SVMs)泛化能力强的特点,结合局部加权学习(LWL)算法思想,提出一种适于局部学习的加 权支持向量机(W_SVMs)学习算法和基于这种算法的移动建模方法.利用这种建模方法对Box- Jenkins煤气炉和重油催化裂化(FCCU)装置进行分析建模,并与其它不同建模方法进行比较,显 示了该方法的优点和有效性.
工业过程软测量技术的核心问题是建立软测量模型,然而,利用传统全局建模方法与多 模型建模方法进行复杂工业过程软测量建模时,在不同程度上存在一些问题.本文利用支持向量 机(SVMs)泛化能力强的特点,结合局部加权学习(LWL)算法思想,提出一种适于局部学习的加 权支持向量机(W_SVMs)学习算法和基于这种算法的移动建模方法.利用这种建模方法对Box- Jenkins煤气炉和重油催化裂化(FCCU)装置进行分析建模,并与其它不同建模方法进行比较,显 示了该方法的优点和有效性.
2004, 30(3): 442-448.
摘要:
提出一种具有抗裁剪自同步性能的DWT(Discrete Wavelet Transform)域DS-CDMA Direct Sequence Code Division Multiple Access)扩频图像水印算法.该算法具有如下特点:1)在 嵌入过程中,首先对水印数据进行CDMA扩频编码:在DWT的LL3子带隐藏水印信息的同时, 按一定结构模式嵌入同步信号,使水印具有自同步能力;2)在水印的盲检测过程中,先搜索同步 信息并对任意裁剪攻击后的图像进行准确定位,再进行CDMA解码检测出水印信息.算法利用 DWT的时频局部特性,有效地提高在变换域内搜索同步信号的效率.实验证明,采用本算法生 成的水印信息不仅对JPEG(Joint Picture Expert Group)压缩、Gaussian噪声攻击等具有很好的稳 健性,特别在抗裁剪攻击方面有比较明显的效果.
提出一种具有抗裁剪自同步性能的DWT(Discrete Wavelet Transform)域DS-CDMA Direct Sequence Code Division Multiple Access)扩频图像水印算法.该算法具有如下特点:1)在 嵌入过程中,首先对水印数据进行CDMA扩频编码:在DWT的LL3子带隐藏水印信息的同时, 按一定结构模式嵌入同步信号,使水印具有自同步能力;2)在水印的盲检测过程中,先搜索同步 信息并对任意裁剪攻击后的图像进行准确定位,再进行CDMA解码检测出水印信息.算法利用 DWT的时频局部特性,有效地提高在变换域内搜索同步信号的效率.实验证明,采用本算法生 成的水印信息不仅对JPEG(Joint Picture Expert Group)压缩、Gaussian噪声攻击等具有很好的稳 健性,特别在抗裁剪攻击方面有比较明显的效果.
2004, 30(3): 449-454.
摘要:
虚拟企业是未来企业的潜在发展模式,虚拟企业的风险管理是当前研究的热点问题,风 险规划是风险管理的重要阶段之一.本文针对虚拟企业缺少历史资料、不确定因素多等特点,提 出了非线性整数规划和模糊综合评价相结合的风险规划问题描述模型以及遗传算法与模糊综合 评价相结合的问题求解算法.实例仿真验证了该方法的有效性.该方法能够实现在一定风险费用 投入的情况下,通过优化组合风险处理措施,达到虚拟企业整体风险水平最低的目标,是虚拟企 业风险规划的科学管理方法．
虚拟企业是未来企业的潜在发展模式,虚拟企业的风险管理是当前研究的热点问题,风 险规划是风险管理的重要阶段之一.本文针对虚拟企业缺少历史资料、不确定因素多等特点,提 出了非线性整数规划和模糊综合评价相结合的风险规划问题描述模型以及遗传算法与模糊综合 评价相结合的问题求解算法.实例仿真验证了该方法的有效性.该方法能够实现在一定风险费用 投入的情况下,通过优化组合风险处理措施,达到虚拟企业整体风险水平最低的目标,是虚拟企 业风险规划的科学管理方法．
2004, 30(3): 455-459.
摘要:
针对过程工业系统的特点,以区间参数表示的不确定非线性系统的优化问题转化为一 个极大极小型优化命题,并结合遗传算法和常规非线性优化方法对其可行性进行了分析.最后, 通过计算示例表明了上述方法的有效性．
针对过程工业系统的特点,以区间参数表示的不确定非线性系统的优化问题转化为一 个极大极小型优化命题,并结合遗传算法和常规非线性优化方法对其可行性进行了分析.最后, 通过计算示例表明了上述方法的有效性．
2004, 30(3): 460-465.
摘要:
借鉴内分泌系统的高层调节机制,提出了一种新的自主体行为自组织算法.此算法用 神经系统接受环境信息,通过一种情感学习模型来产生情感因子(即生物激素),再由情感因子 来调节神经系统的记忆和行为决策,最后神经系统的记忆与行为模式由遗传系统得以继承. 其优点是避免了神经系统复杂的自学习过程,同时保证系统的行为决策具有较高的自组织、 自适应能力.为了验证算法的有效性,倒立摆控制的仿真实验表明该算法具有很强的自适应 求解能力.
借鉴内分泌系统的高层调节机制,提出了一种新的自主体行为自组织算法.此算法用 神经系统接受环境信息,通过一种情感学习模型来产生情感因子(即生物激素),再由情感因子 来调节神经系统的记忆和行为决策,最后神经系统的记忆与行为模式由遗传系统得以继承. 其优点是避免了神经系统复杂的自学习过程,同时保证系统的行为决策具有较高的自组织、 自适应能力.为了验证算法的有效性,倒立摆控制的仿真实验表明该算法具有很强的自适应 求解能力.
2004, 30(3): 466-470.
摘要:
考虑修理工带有单重休假的单部件可修系统,系统发生故障时可能因修理工的休假而 得不到立即修理,因此系统可处于工作、等待修理和修理三种状态.利用全概率分解技术和拉普 拉斯或拉普拉斯--司梯阶变换工具,讨论了系统的可靠度、瞬时可用度和稳态可用度,以及 (O,t]时间中系统的平均故障次数和稳态故障频度,得到了关于系统的可靠度、瞬时可用度和稳 态可用度,以及(O,t]时间中系统的平均故障次数和稳态故障频度等可靠性指标的重要结果.
考虑修理工带有单重休假的单部件可修系统,系统发生故障时可能因修理工的休假而 得不到立即修理,因此系统可处于工作、等待修理和修理三种状态.利用全概率分解技术和拉普 拉斯或拉普拉斯--司梯阶变换工具,讨论了系统的可靠度、瞬时可用度和稳态可用度,以及 (O,t]时间中系统的平均故障次数和稳态故障频度,得到了关于系统的可靠度、瞬时可用度和稳 态可用度,以及(O,t]时间中系统的平均故障次数和稳态故障频度等可靠性指标的重要结果.
2004, 30(3): 471-475.
摘要:
研究了一类时滞大系统的分散弹性自适应控制器的设计问题.当控制器增益摄动范数 有界但上界未知时,采用自适应方法,给出了系统一致有界稳定的条件和控制器的设计方案,且 该控制器具有在线调整的功能.并给出了特例情况下,即控制器增益摄动范数有界且上界已知 时,闭环系统可镇定的充分条件和相应弹性控制器的设计方案.数值算例说明了设计的可行性 和有效性.
研究了一类时滞大系统的分散弹性自适应控制器的设计问题.当控制器增益摄动范数 有界但上界未知时,采用自适应方法,给出了系统一致有界稳定的条件和控制器的设计方案,且 该控制器具有在线调整的功能.并给出了特例情况下,即控制器增益摄动范数有界且上界已知 时,闭环系统可镇定的充分条件和相应弹性控制器的设计方案.数值算例说明了设计的可行性 和有效性.
2004, 30(3): 476-480.
摘要:
在分析新型蓄热式钢坯加热炉的炉型结构与炉温制度特点的基础上,基于钢坯在炉内 受热辐射和钢坯内热传导的机理,设计了二维非稳态导热钢温预报模型,并给出了适用该模型 的炉温优化策略.该模型能够对出炉钢坯进行网格化钢温预报,具有精度高,通用性强,能够实 现炉内钢坯温度分布的在线预报的特点.仿真研究表明,所提出的炉温优化策略能较大地提高 钢坯的加热质量.
在分析新型蓄热式钢坯加热炉的炉型结构与炉温制度特点的基础上,基于钢坯在炉内 受热辐射和钢坯内热传导的机理,设计了二维非稳态导热钢温预报模型,并给出了适用该模型 的炉温优化策略.该模型能够对出炉钢坯进行网格化钢温预报,具有精度高,通用性强,能够实 现炉内钢坯温度分布的在线预报的特点.仿真研究表明,所提出的炉温优化策略能较大地提高 钢坯的加热质量.
