2014年 第40卷 第5期
2014, 40(5): 785-797.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00785
摘要:
微力觉的测量与控制技术是微操作/微装配领域内的核心内容和难点课题，是满足微器件可靠操作与无损装配要求的重要技术保障之一.本文介绍了微操作/微装配机器人系统的典型框架，并对各分系统的研究要点做了分析与回顾.然后，从微力觉的特点、微力测量方法与传感器、微力觉控制三个方面对微力觉的测量与控制技术的发展现状进行了综述.着重介绍了近些年在远程微操作系统和微操作/微装配系统中微力觉控制的方法及核心研究内容的研究成果.在此基础上，提出了微力觉测量与控制亟待解决的一些关键问题，并对这些关键问题的解决方案进行了探讨.最后，对微力觉的发展前景和方向进行了展望.
微力觉的测量与控制技术是微操作/微装配领域内的核心内容和难点课题，是满足微器件可靠操作与无损装配要求的重要技术保障之一.本文介绍了微操作/微装配机器人系统的典型框架，并对各分系统的研究要点做了分析与回顾.然后，从微力觉的特点、微力测量方法与传感器、微力觉控制三个方面对微力觉的测量与控制技术的发展现状进行了综述.着重介绍了近些年在远程微操作系统和微操作/微装配系统中微力觉控制的方法及核心研究内容的研究成果.在此基础上，提出了微力觉测量与控制亟待解决的一些关键问题，并对这些关键问题的解决方案进行了探讨.最后，对微力觉的发展前景和方向进行了展望.
2014, 40(5): 798-809.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00798
摘要:
提出了一种基于声音的分布式多机器人相对定位方法.首先，每个机器人通过声源定位算法估计发声机器人在其局部坐标系下的坐标；然后，每个机器人（不含发声机器人）通过无线通信方式将发声机器人在其坐标系下的坐标广播给所有其他机器人，通过坐标变换每个机器人可计算出所有其他机器人在其坐标系下的坐标，从而实现分布式相对定位.理论推导及实验证明只要两个机器人先后发声，通过本文所提方法即可实现多机器人相对定位.室内外环境中采用6个自制小型移动机器人实验表明，所提方法在3米的范围内可实现16厘米的相对定位精度.
提出了一种基于声音的分布式多机器人相对定位方法.首先，每个机器人通过声源定位算法估计发声机器人在其局部坐标系下的坐标；然后，每个机器人（不含发声机器人）通过无线通信方式将发声机器人在其坐标系下的坐标广播给所有其他机器人，通过坐标变换每个机器人可计算出所有其他机器人在其坐标系下的坐标，从而实现分布式相对定位.理论推导及实验证明只要两个机器人先后发声，通过本文所提方法即可实现多机器人相对定位.室内外环境中采用6个自制小型移动机器人实验表明，所提方法在3米的范围内可实现16厘米的相对定位精度.
2014, 40(5): 810-821.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00810
摘要:
针对主动康复训练中人体运动识别问题，提出了一种基于多路表面肌电（Surface electro myo gram，sEMG）时序特征的人体运动模式识别方法.设计评估类周期sEMG信号波形相似度的方法来对多路sEMG信号进行特征选择；以二维科荷伦自组织竞争网络（Self-organizati on mappingnet，SOM）对多路信息进行编码；最后，建立描述各运动过程多路sEMG时序特征的隐马尔科夫模型（Hidden Markov model，HMM），基于最大似然估计法对多模型匹配进行综合判决获取识别结果.并在对下肢踏车、椭圆、步行运动模式的识别实验中，相对于经典线性及非线性算法，识别率由72.5%和88.33%提高到91.67%，验证了本文方法的有效性.
针对主动康复训练中人体运动识别问题，提出了一种基于多路表面肌电（Surface electro myo gram，sEMG）时序特征的人体运动模式识别方法.设计评估类周期sEMG信号波形相似度的方法来对多路sEMG信号进行特征选择；以二维科荷伦自组织竞争网络（Self-organizati on mappingnet，SOM）对多路信息进行编码；最后，建立描述各运动过程多路sEMG时序特征的隐马尔科夫模型（Hidden Markov model，HMM），基于最大似然估计法对多模型匹配进行综合判决获取识别结果.并在对下肢踏车、椭圆、步行运动模式的识别实验中，相对于经典线性及非线性算法，识别率由72.5%和88.33%提高到91.67%，验证了本文方法的有效性.
2014, 40(5): 822-829.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00822
摘要:
针对多元混沌时间序列预测存在的过拟合问题及高维输入变量冗余问题，提出一种新型的多变量稀疏化预测模型——多元相关状态机.该模型采用主成分分析方法对相空间重构后的高维输入变量进行低维表示，将动态储备池作为相关向量机的核函数，充分映射多元混沌时间序列的动力学特性，使得模型具有丰富的动态机制和良好的稀疏性能，有效避免过拟合问题，提高预测精度.基于两组多元混沌时间序列的仿真实验验证了模型的有效性.
针对多元混沌时间序列预测存在的过拟合问题及高维输入变量冗余问题，提出一种新型的多变量稀疏化预测模型——多元相关状态机.该模型采用主成分分析方法对相空间重构后的高维输入变量进行低维表示，将动态储备池作为相关向量机的核函数，充分映射多元混沌时间序列的动力学特性，使得模型具有丰富的动态机制和良好的稀疏性能，有效避免过拟合问题，提高预测精度.基于两组多元混沌时间序列的仿真实验验证了模型的有效性.
2014, 40(5): 830-837.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00830
摘要:
针对针铁矿法沉铁过程出口亚铁离子浓度离线化验获得，存在很大滞后性，难以实现沉铁过程实时控制的问题，研究反应器出口亚铁离子浓度在线预测方法.本文在分析沉铁过程化学反应机理的基础上，考虑铜离子对反应过程的影响，结合连续搅拌反应器（Continuous stirred tank reactor，CSTR）特性，建立了针铁矿法沉铁过程的机理模型，并提出了基于信息交换的双粒子群搜索算法（Double particle swarm optimization，DPSO）优化选择机理模型的参数，构建基于最小二乘支持向量机（Least squares support vector machine，LS-SVM）的机理模型输出误差的补偿模型，采用并联补集成方式建立了亚铁离子浓度的集成预测模型.工业现场数据验证了所建模型能有效地反映亚铁离子浓度的变化趋势，为针铁矿法沉铁过程的优化控制奠定了基础.
针对针铁矿法沉铁过程出口亚铁离子浓度离线化验获得，存在很大滞后性，难以实现沉铁过程实时控制的问题，研究反应器出口亚铁离子浓度在线预测方法.本文在分析沉铁过程化学反应机理的基础上，考虑铜离子对反应过程的影响，结合连续搅拌反应器（Continuous stirred tank reactor，CSTR）特性，建立了针铁矿法沉铁过程的机理模型，并提出了基于信息交换的双粒子群搜索算法（Double particle swarm optimization，DPSO）优化选择机理模型的参数，构建基于最小二乘支持向量机（Least squares support vector machine，LS-SVM）的机理模型输出误差的补偿模型，采用并联补集成方式建立了亚铁离子浓度的集成预测模型.工业现场数据验证了所建模型能有效地反映亚铁离子浓度的变化趋势，为针铁矿法沉铁过程的优化控制奠定了基础.
2014, 40(5): 838-848.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00838
摘要:
现有的研究中，高阶无迹变换（Unscented transform，UT）还不存在具体的解析解，因此，无法利用高阶无迹变换获得具备更高精度的高阶无迹卡尔曼滤波器（Unscented Kalman filter，UKF）.为了解决这一问题，本文在五阶容积变换（Cubature transform，CT）的基础上，通过引入一个自由参数κ，得到高阶无迹变换的解析解，从而获得了高阶无迹卡尔曼滤波器（Unscented Kalman filter，UKF）.同时验证了现有的五阶容积变换和五阶无迹变换分别是本文所提出的高阶无迹变换在κ=2和κ=6-n时的两个特例.进而分析和讨论了高阶无迹卡尔曼滤波器在系统不同维数条件下κ值的最优选取，并讨论了其稳定性.纯方位跟踪模型和弹道目标再入模型仿真验证了本文方法的正确性，且与现有方法相比具有更高的精度.
现有的研究中，高阶无迹变换（Unscented transform，UT）还不存在具体的解析解，因此，无法利用高阶无迹变换获得具备更高精度的高阶无迹卡尔曼滤波器（Unscented Kalman filter，UKF）.为了解决这一问题，本文在五阶容积变换（Cubature transform，CT）的基础上，通过引入一个自由参数κ，得到高阶无迹变换的解析解，从而获得了高阶无迹卡尔曼滤波器（Unscented Kalman filter，UKF）.同时验证了现有的五阶容积变换和五阶无迹变换分别是本文所提出的高阶无迹变换在κ=2和κ=6-n时的两个特例.进而分析和讨论了高阶无迹卡尔曼滤波器在系统不同维数条件下κ值的最优选取，并讨论了其稳定性.纯方位跟踪模型和弹道目标再入模型仿真验证了本文方法的正确性，且与现有方法相比具有更高的精度.
2014, 40(5): 849-861.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00849
摘要:
排放于水库湖泊中的污染物的扩散易受到边界影响.本文首先对静态水体中的近岸污染源扩散进行理论分析，提出了一种分段浓度模型.然后，研究了静态水体中靠近不透水边界的污染源定位问题，指出该问题中的未知参数不仅有污染源位置，还包括质量流率和初始扩散时间，分别给出了通用模型法、近似函数法、基于无迹卡尔曼滤波的估计方法求解参数估计问题.通用模型法与近似函数法分别通过求解基于原始扩散模型和分段扩散模型的约束非线性最小二乘算法获取参数估计.通用模型法可快速获取目标源相关信息，近似函数法有更稳健的参数估计性能，但需要经历多个采样时刻后才可执行.基于无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman filter，UKF）的估计方法结合扩散过程，可有效权衡数值计算复杂度与估计性能.在仿真实验部分，对近岸污染源扩散过程进行了水文模拟，根据模拟数据对比了不同算法的实验性能，说明了各算法的优势和不足.
排放于水库湖泊中的污染物的扩散易受到边界影响.本文首先对静态水体中的近岸污染源扩散进行理论分析，提出了一种分段浓度模型.然后，研究了静态水体中靠近不透水边界的污染源定位问题，指出该问题中的未知参数不仅有污染源位置，还包括质量流率和初始扩散时间，分别给出了通用模型法、近似函数法、基于无迹卡尔曼滤波的估计方法求解参数估计问题.通用模型法与近似函数法分别通过求解基于原始扩散模型和分段扩散模型的约束非线性最小二乘算法获取参数估计.通用模型法可快速获取目标源相关信息，近似函数法有更稳健的参数估计性能，但需要经历多个采样时刻后才可执行.基于无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman filter，UKF）的估计方法结合扩散过程，可有效权衡数值计算复杂度与估计性能.在仿真实验部分，对近岸污染源扩散过程进行了水文模拟，根据模拟数据对比了不同算法的实验性能，说明了各算法的优势和不足.
2014, 40(5): 862-874.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00862
摘要:
混杂系统的鲁棒镇定是复杂控制系统领域的重要研究课题之一.提出了一种编码机制下的混杂控制策略，它能有效地克服传统连续反馈控制或不连续反馈控制在处理局部鲁棒镇定平衡点或不变集问题中的局限性，获得更好的控制效果.首先针对编码状态反馈，构建了一般的混杂系统模型来描述编码状态反馈作用下非线性系统的闭环系统模型.然后，基于逆Lyapunov定理开展了非线性系统的混杂控制鲁棒性分析，提出了闭环混杂系统的半全局实用渐近稳定性判据.最后，结合一个经典控制问题来说明所提出控制策略的优越性.
混杂系统的鲁棒镇定是复杂控制系统领域的重要研究课题之一.提出了一种编码机制下的混杂控制策略，它能有效地克服传统连续反馈控制或不连续反馈控制在处理局部鲁棒镇定平衡点或不变集问题中的局限性，获得更好的控制效果.首先针对编码状态反馈，构建了一般的混杂系统模型来描述编码状态反馈作用下非线性系统的闭环系统模型.然后，基于逆Lyapunov定理开展了非线性系统的混杂控制鲁棒性分析，提出了闭环混杂系统的半全局实用渐近稳定性判据.最后，结合一个经典控制问题来说明所提出控制策略的优越性.
2014, 40(5): 875-882.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00875
摘要:
设计了一种针对不确定机械系统的鲁棒控制器.首先分析了质量矩阵的奇异性及上边界性质，展示了质量矩阵可能会因为模型的过度简化而变为半正定.而且，进一步研究了质量矩阵上边界的一致性.在质量矩阵正定及上边界的假设条件下，提出了一种新型鲁棒控制器以抑制机械系统中的不确定性效果.从理论上证明了设计的鲁棒控制器的一致有界性及最终一致有界性.最终趋近边界球的尺寸大小可由设计者决定.最后展示了仿真结果并作了讨论.
设计了一种针对不确定机械系统的鲁棒控制器.首先分析了质量矩阵的奇异性及上边界性质，展示了质量矩阵可能会因为模型的过度简化而变为半正定.而且，进一步研究了质量矩阵上边界的一致性.在质量矩阵正定及上边界的假设条件下，提出了一种新型鲁棒控制器以抑制机械系统中的不确定性效果.从理论上证明了设计的鲁棒控制器的一致有界性及最终一致有界性.最终趋近边界球的尺寸大小可由设计者决定.最后展示了仿真结果并作了讨论.
2014, 40(5): 883-891.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00883
摘要:
根据带钢表面缺陷图像具有复杂纹理结构、包含大量干扰信息、具备高维非线性几何结构等特点，本文提出基于监督双限制连接Isomap方法的带钢表面缺陷图像降维方法（dls-Isomap）.该方法以Isomap降维方法为基础，对其邻域图的连接方式进行K邻域（K-nearest neighbor，KNN）和ε-半径两个方面的限制性连接，并使用数据类别作为监督对类间邻域点进行扩展连接.针对多类Roll-swiss数据实验表明，dls-Isomap降维方法不仅能够在低维空间中完整嵌入所有数据点，而且能保持数据各类内和类间的几何结构，以及解决Isomap算法存在的“短路边”问题；针对带钢表面缺陷图像分类实验表明，基于dls-Isomap的新分类方法适合含水、油渍等干扰较多的带钢表面缺陷的分类任务，其中冷轧带钢5类缺陷识别率可以达78%.含水渍的热轧带钢缺陷识别率可以达到93%，其中水渍干扰图像的识别率达到97.6%.
根据带钢表面缺陷图像具有复杂纹理结构、包含大量干扰信息、具备高维非线性几何结构等特点，本文提出基于监督双限制连接Isomap方法的带钢表面缺陷图像降维方法（dls-Isomap）.该方法以Isomap降维方法为基础，对其邻域图的连接方式进行K邻域（K-nearest neighbor，KNN）和ε-半径两个方面的限制性连接，并使用数据类别作为监督对类间邻域点进行扩展连接.针对多类Roll-swiss数据实验表明，dls-Isomap降维方法不仅能够在低维空间中完整嵌入所有数据点，而且能保持数据各类内和类间的几何结构，以及解决Isomap算法存在的“短路边”问题；针对带钢表面缺陷图像分类实验表明，基于dls-Isomap的新分类方法适合含水、油渍等干扰较多的带钢表面缺陷的分类任务，其中冷轧带钢5类缺陷识别率可以达78%.含水渍的热轧带钢缺陷识别率可以达到93%，其中水渍干扰图像的识别率达到97.6%.
2014, 40(5): 892-900.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00892
摘要:
以某半导体封装测试（Semiconductor assembly and test manufacturing，ATM）企业为研究背景，对半导体封装测试的生产过程进行分析总结，提出一种新的“产能限定混线车间”（Capacity-limit flexible flow-shop，CLFFS）模型作为半导体封装测试生产线的排产模型.通过对半导体封装测试的特殊逻辑处理、排产方法以及排产规则等进行研究，提出采用逻辑约束和调度规则双层优化控制的启发式正序排产算法作为半导体封装测试的总体排产方法，同时针对批准备单处理生产阶段，提出一种新的预测开机控制优化调度方法.最后，结合CLFFS排产模型和所提出的策略方法，给出半导体封装测试排产的应用研究示例与比较，结果证明本文给定的总体排产方法在ATM中具有很好的可行性和业务逻辑嵌入的即便性，同时本文所提出的新的预测开机控制优化调度方法能够很好的缩短生产周期，提高生产效率.
以某半导体封装测试（Semiconductor assembly and test manufacturing，ATM）企业为研究背景，对半导体封装测试的生产过程进行分析总结，提出一种新的“产能限定混线车间”（Capacity-limit flexible flow-shop，CLFFS）模型作为半导体封装测试生产线的排产模型.通过对半导体封装测试的特殊逻辑处理、排产方法以及排产规则等进行研究，提出采用逻辑约束和调度规则双层优化控制的启发式正序排产算法作为半导体封装测试的总体排产方法，同时针对批准备单处理生产阶段，提出一种新的预测开机控制优化调度方法.最后，结合CLFFS排产模型和所提出的策略方法，给出半导体封装测试排产的应用研究示例与比较，结果证明本文给定的总体排产方法在ATM中具有很好的可行性和业务逻辑嵌入的即便性，同时本文所提出的新的预测开机控制优化调度方法能够很好的缩短生产周期，提高生产效率.
2014, 40(5): 901-908.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00901
摘要:
单站点传送带给料加工站（Conveyor-serviced production station，CSPS）系统中，可运用强化学习对状态——行动空间进行有效探索，以搜索近似最优的前视距离控制策略.但是多站点CSPS系统的协同控制问题中，系统状态空间的大小会随着站点个数的增加和缓存库容量的增加而成指数形式（或几何级数）增长，从而导致维数灾，影响学习算法的收敛速度和优化效果.为此，本文在站点局域信息交互机制的基础上引入状态聚类的方法，以减小每个站点学习空间的大小和复杂性.首先，将多个站点看作相对独立的学习主体，且各自仅考虑邻近下游站点的缓存库的状态并纳入其性能值学习过程；其次，将原状态空间划分成多个不相交的子集，每个子集用一个抽象状态表示，然后，建立基于状态聚类的多站点反馈式Q学习算法.通过该方法，可在抽象状态空间上对各站点的前视距离策略进行优化学习，以寻求整个系统的生产率最大.仿真实验结果说明，与一般的多站点反馈式Q学习方法相比，基于状态聚类的多站点反馈式Q学习方法不仅具有收敛速度快的优点，而且还在一定程度上提高了系统生产率.
单站点传送带给料加工站（Conveyor-serviced production station，CSPS）系统中，可运用强化学习对状态——行动空间进行有效探索，以搜索近似最优的前视距离控制策略.但是多站点CSPS系统的协同控制问题中，系统状态空间的大小会随着站点个数的增加和缓存库容量的增加而成指数形式（或几何级数）增长，从而导致维数灾，影响学习算法的收敛速度和优化效果.为此，本文在站点局域信息交互机制的基础上引入状态聚类的方法，以减小每个站点学习空间的大小和复杂性.首先，将多个站点看作相对独立的学习主体，且各自仅考虑邻近下游站点的缓存库的状态并纳入其性能值学习过程；其次，将原状态空间划分成多个不相交的子集，每个子集用一个抽象状态表示，然后，建立基于状态聚类的多站点反馈式Q学习算法.通过该方法，可在抽象状态空间上对各站点的前视距离策略进行优化学习，以寻求整个系统的生产率最大.仿真实验结果说明，与一般的多站点反馈式Q学习方法相比，基于状态聚类的多站点反馈式Q学习方法不仅具有收敛速度快的优点，而且还在一定程度上提高了系统生产率.
2014, 40(5): 909-920.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00909
摘要:
基于组网卫星协同工作规划可提高复杂任务处理的基础上，本文探索降低规划风险，提高卫星服务寿命的卫星任务规划方法.从提高卫星服务寿命角度，建立用于描述资源使用期望的目标规划模型；建立卫星任务规划模型，在任务方案与资源使用中考虑了规划风险要素，并将资源使用目标模型引入到任务规划模型中，以期在规划中同时优化卫星服务寿命要素；基于邻域贪心扩展改善遗传禁忌求解算法，并运用分布并行技术提高工程实用性；利用STK提供基础仿真数据，对模型与算法进行了验证.
基于组网卫星协同工作规划可提高复杂任务处理的基础上，本文探索降低规划风险，提高卫星服务寿命的卫星任务规划方法.从提高卫星服务寿命角度，建立用于描述资源使用期望的目标规划模型；建立卫星任务规划模型，在任务方案与资源使用中考虑了规划风险要素，并将资源使用目标模型引入到任务规划模型中，以期在规划中同时优化卫星服务寿命要素；基于邻域贪心扩展改善遗传禁忌求解算法，并运用分布并行技术提高工程实用性；利用STK提供基础仿真数据，对模型与算法进行了验证.
2014, 40(5): 921-934.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00921
摘要:
挖掘复杂网络的社团结构对研究复杂系统具有重要的理论和实践意义.其中，相较于全局社团，局部社团的挖掘难度更大，相关文献更少.现有的局部社团挖掘算法大都精度较低、稳定性较差.本文提出了一个有效的局部社团挖掘算法，称为内外夹推法（Shell interception and core expansion，SICE）.算法有两个创新之处：1）将节点相似度模型引入到局部社团挖掘算法中（节点相似度模型在局部社团挖掘中较难应用），并提出了“一次一个子图”的社团扩展模式；2）提出了一种“内外夹推”的思想.这两个创新使SICE算法摆脱了缺乏网络全局信息的困扰，并解决了以往算法的一个致命缺陷，从而使算法具有很高的精度和稳定性.通过理论分析和实验比较，证明SICE算法要远好于当前的同类算法，甚至不逊色于性能较好的全局社团挖掘算法.
挖掘复杂网络的社团结构对研究复杂系统具有重要的理论和实践意义.其中，相较于全局社团，局部社团的挖掘难度更大，相关文献更少.现有的局部社团挖掘算法大都精度较低、稳定性较差.本文提出了一个有效的局部社团挖掘算法，称为内外夹推法（Shell interception and core expansion，SICE）.算法有两个创新之处：1）将节点相似度模型引入到局部社团挖掘算法中（节点相似度模型在局部社团挖掘中较难应用），并提出了“一次一个子图”的社团扩展模式；2）提出了一种“内外夹推”的思想.这两个创新使SICE算法摆脱了缺乏网络全局信息的困扰，并解决了以往算法的一个致命缺陷，从而使算法具有很高的精度和稳定性.通过理论分析和实验比较，证明SICE算法要远好于当前的同类算法，甚至不逊色于性能较好的全局社团挖掘算法.
2014, 40(5): 935-941.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00935
摘要:
为减少室内火灾环境下人员伤亡，研究了人员疏散计算机模拟问题.将人员运动视为一种流体运动，利用流体力学原理，构建一种新的人员疏散混合模型，并在其中引入了一种从众模式.同时，采用光滑粒子流体动力学方法对模型离散化，从而减少了计算量.不同工况下进行的疏散模拟实验表明，所提出的模型及算法能够较准确地模拟出实际疏散的现象.
为减少室内火灾环境下人员伤亡，研究了人员疏散计算机模拟问题.将人员运动视为一种流体运动，利用流体力学原理，构建一种新的人员疏散混合模型，并在其中引入了一种从众模式.同时，采用光滑粒子流体动力学方法对模型离散化，从而减少了计算量.不同工况下进行的疏散模拟实验表明，所提出的模型及算法能够较准确地模拟出实际疏散的现象.
2014, 40(5): 942-951.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00942
摘要:
随着按需供给资源使用模式的推广，软件的资源需求已成为资源优化控制的重要属性.监测和估算是目前常用的资源消耗获取方法，但监测工具难以在运行时准确度量短任务的资源需求，回归分析方法又因受到多元共线性和不确定性因素的影响，导致其取值精度下降.本文提出了一种基于Kalman滤波的资源需求估算方法.该方法建立了可度量属性集与不可度量的资源需求间的关联，并利用滤波过滤度量过程中的噪声，达到降低估算误差的目的.基准测试的结果表明，通过合理的设置滤波参数，本方法能够快速逼近真实值，且平均误差小于8%.
随着按需供给资源使用模式的推广，软件的资源需求已成为资源优化控制的重要属性.监测和估算是目前常用的资源消耗获取方法，但监测工具难以在运行时准确度量短任务的资源需求，回归分析方法又因受到多元共线性和不确定性因素的影响，导致其取值精度下降.本文提出了一种基于Kalman滤波的资源需求估算方法.该方法建立了可度量属性集与不可度量的资源需求间的关联，并利用滤波过滤度量过程中的噪声，达到降低估算误差的目的.基准测试的结果表明，通过合理的设置滤波参数，本方法能够快速逼近真实值，且平均误差小于8%.
2014, 40(5): 952-964.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00952
摘要:
利用状态反推方法确定最速离散二阶系统的线性区域的边界特征线及控制特征线，以相平面上的点及边界曲线、控制线的相对位置按线性规则确定控制量的大小，区分可达区与线性区，并依此构造最速分段线性函数形式的跟踪微分器（Tracking-differentiator，TD），这种算法可以方便地修改特征点，适应能力强，而且运算中不包含任何根号运算，使得控制综合函数的形式极大简化，有利于工程实现.对正弦信号及方波信号的仿真结果表明了上述结论的合理性.验证了特征点分段线性算法在适当修改特征点后得到的TD，与经典TD以及它的线性近似进行比较，跟踪能力和微分提取能力都得到了较大的提高.应用移动平均算法构成的跟踪微分器组，具有相位补偿功能，适当选取TD参数后，得到了滤波能力强、相位特性良好的滤波器，并应用于基于长定子齿槽检测的永磁电动磁悬浮列车的测速定位系统中.实验结果表明，本文提出的简化TD按相位补偿确定的方案能有效滤除脉冲和扰动等噪声，对过轨道接缝时的畸变信号进行修复，边界容易修改，算法简单有效，实时性强，易于工程实现.
利用状态反推方法确定最速离散二阶系统的线性区域的边界特征线及控制特征线，以相平面上的点及边界曲线、控制线的相对位置按线性规则确定控制量的大小，区分可达区与线性区，并依此构造最速分段线性函数形式的跟踪微分器（Tracking-differentiator，TD），这种算法可以方便地修改特征点，适应能力强，而且运算中不包含任何根号运算，使得控制综合函数的形式极大简化，有利于工程实现.对正弦信号及方波信号的仿真结果表明了上述结论的合理性.验证了特征点分段线性算法在适当修改特征点后得到的TD，与经典TD以及它的线性近似进行比较，跟踪能力和微分提取能力都得到了较大的提高.应用移动平均算法构成的跟踪微分器组，具有相位补偿功能，适当选取TD参数后，得到了滤波能力强、相位特性良好的滤波器，并应用于基于长定子齿槽检测的永磁电动磁悬浮列车的测速定位系统中.实验结果表明，本文提出的简化TD按相位补偿确定的方案能有效滤除脉冲和扰动等噪声，对过轨道接缝时的畸变信号进行修复，边界容易修改，算法简单有效，实时性强，易于工程实现.
2014, 40(5): 965-972.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00965
摘要:
现有协作组播网性能分析仅考虑噪声受限系统，忽视了干扰对系统的影响.对多蜂窝小区环境下协作组播网的性能进行分析，协作组播网中，中继和目的节点同时受到多个蜂窝小区的共道干扰.共道干扰的考虑造成目的节点接收端信干噪比间存在相关性.考虑到该相关性，推导出系统中断概率和遍历容量精确表达式，在此基础上研究其分集和编码增益.仿真验证了理论推导的有效性.
现有协作组播网性能分析仅考虑噪声受限系统，忽视了干扰对系统的影响.对多蜂窝小区环境下协作组播网的性能进行分析，协作组播网中，中继和目的节点同时受到多个蜂窝小区的共道干扰.共道干扰的考虑造成目的节点接收端信干噪比间存在相关性.考虑到该相关性，推导出系统中断概率和遍历容量精确表达式，在此基础上研究其分集和编码增益.仿真验证了理论推导的有效性.
2014, 40(5): 973-979.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00973
摘要:
分数阶PID控制器（FOPID）是标准PID控制器的一般形式.与PID控制器相比，FOPID有更多的参数，其参数整定也更复杂.本文提出一种基于环交换邻域和混沌的人工蜂群算法（CNC-ABC），用于FOPID控制器的参数整定.CNC-ABC算法由于应用了环交换邻域，增加了解的搜索范围，从而能加快人工蜂群算法的收敛速度；同时利用混沌的遍历性使算法跳出局部最优解.用CNC-ABC算法优化AVR系统的FOPID控制器的参数.仿真结果表明，CNC-ABC算法整定的FOPID控制器比其它FOPID及PID控制器有较好的性能.
分数阶PID控制器（FOPID）是标准PID控制器的一般形式.与PID控制器相比，FOPID有更多的参数，其参数整定也更复杂.本文提出一种基于环交换邻域和混沌的人工蜂群算法（CNC-ABC），用于FOPID控制器的参数整定.CNC-ABC算法由于应用了环交换邻域，增加了解的搜索范围，从而能加快人工蜂群算法的收敛速度；同时利用混沌的遍历性使算法跳出局部最优解.用CNC-ABC算法优化AVR系统的FOPID控制器的参数.仿真结果表明，CNC-ABC算法整定的FOPID控制器比其它FOPID及PID控制器有较好的性能.
2014, 40(5): 980-982.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00980
摘要:
对交替行对角化（ARD）算法收敛性进行分析.基于收敛性分析，给出了一些关于如何选取初始矩阵的策略，提出了算法终止的新准则.通过3个数值例子来说明所提出的分析策略的有效性.
对交替行对角化（ARD）算法收敛性进行分析.基于收敛性分析，给出了一些关于如何选取初始矩阵的策略，提出了算法终止的新准则.通过3个数值例子来说明所提出的分析策略的有效性.
2014, 40(5): 983-987.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00983
摘要:
针对强干扰严重影响线列阵声纳弱目标检测的问题，融合盲源分离（Blind source separation，BSS）与波束形成提出了一种抑制方向性强干扰的方法.首先在干扰方位形成波束得到干扰信号估计，然后对阵列接收信号的每个子带采用盲源分离方法得到分离信号和解混矩阵估计，并通过对分离信号和干扰信号进行子带谱相关抑制干扰，再将抑制干扰后的分离信号重构回阵元域信号，最后采用波束形成方法完成目标方位估计.利用模拟器数据和海试数据对方法进行了验证，结果表明，该方法能有效地抑制方向性强干扰，明显提高了弱目标信号的空间谱能量，增强了声纳检测弱目标的能力.
针对强干扰严重影响线列阵声纳弱目标检测的问题，融合盲源分离（Blind source separation，BSS）与波束形成提出了一种抑制方向性强干扰的方法.首先在干扰方位形成波束得到干扰信号估计，然后对阵列接收信号的每个子带采用盲源分离方法得到分离信号和解混矩阵估计，并通过对分离信号和干扰信号进行子带谱相关抑制干扰，再将抑制干扰后的分离信号重构回阵元域信号，最后采用波束形成方法完成目标方位估计.利用模拟器数据和海试数据对方法进行了验证，结果表明，该方法能有效地抑制方向性强干扰，明显提高了弱目标信号的空间谱能量，增强了声纳检测弱目标的能力.
2014, 40(5): 988-993.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00988
摘要:
输入-输出数据是解决系统辨识问题的关键要素，传统的辨识理论除了假定影响输入-输出数据干扰的密度函数已知外，还要假定输入-输出数据能够精确获得，完全忽略了所用数据的质量.本文突破了传统理论的两个假设，首先用工程上易于获得的干扰的有界集合代替干扰的密度函数，并在特定数据不确定性结构下，考虑了数据质量问题，然后，以半定规划为基础，导出了鲁棒对等式，从而将系统辨识转化为对数据质量具有鲁棒性的优化问题，通过求解该优化问题，得到了一种新的鲁棒优化辨识方法，仿真结果表明了新方法的可行性和有效性.
输入-输出数据是解决系统辨识问题的关键要素，传统的辨识理论除了假定影响输入-输出数据干扰的密度函数已知外，还要假定输入-输出数据能够精确获得，完全忽略了所用数据的质量.本文突破了传统理论的两个假设，首先用工程上易于获得的干扰的有界集合代替干扰的密度函数，并在特定数据不确定性结构下，考虑了数据质量问题，然后，以半定规划为基础，导出了鲁棒对等式，从而将系统辨识转化为对数据质量具有鲁棒性的优化问题，通过求解该优化问题，得到了一种新的鲁棒优化辨识方法，仿真结果表明了新方法的可行性和有效性.
2014, 40(5): 994-1015.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.00994
摘要:
现今,以自动控制和信息处理为核心的自动化技术已经成为推动生产力发展、改善人类生活以及促进社会前进的源动力之一.全面了解自动化学科的最新发展态势,对本领域科研部门、科研人员进行工作的规划与实施有着重要的参考价值,本文以2011年～2013年期间88种期刊的46242篇文章作为数据基础,采用文献计量学、社会网络分析等方法进行数据解析,通过知识图谱定量描绘出本领域5个方向(控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、系统工程、检测技术与自动化装置、导航、制导与控制)的最新研究态势.结果表明,本领域国内研究热点与国际研究热点各有侧重,国内机构在国际研究中的地位逐步提高,特别地,华人群体在本领域的研究中起到重要的推动作用.
现今,以自动控制和信息处理为核心的自动化技术已经成为推动生产力发展、改善人类生活以及促进社会前进的源动力之一.全面了解自动化学科的最新发展态势,对本领域科研部门、科研人员进行工作的规划与实施有着重要的参考价值,本文以2011年～2013年期间88种期刊的46242篇文章作为数据基础,采用文献计量学、社会网络分析等方法进行数据解析,通过知识图谱定量描绘出本领域5个方向(控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、系统工程、检测技术与自动化装置、导航、制导与控制)的最新研究态势.结果表明,本领域国内研究热点与国际研究热点各有侧重,国内机构在国际研究中的地位逐步提高,特别地,华人群体在本领域的研究中起到重要的推动作用.
2014, 40(5): 1016-1023.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.01016
摘要:
汇集不同数据源中，《自动化学报》的各项文献计量指标，如影响因子、影响因子排名、总被引频次和海外论文比等，以图表的形式清晰直观地展示出这些指标近五年的年度变化趋势.同时也分析了国际自动化、控制系统和模式识别领域研究的进展、主题、文献类型、主要机构和国家（地区）、研究热点等，向读者展示《自动化学报》和自动化研究领域近五年的发展图景.
汇集不同数据源中，《自动化学报》的各项文献计量指标，如影响因子、影响因子排名、总被引频次和海外论文比等，以图表的形式清晰直观地展示出这些指标近五年的年度变化趋势.同时也分析了国际自动化、控制系统和模式识别领域研究的进展、主题、文献类型、主要机构和国家（地区）、研究热点等，向读者展示《自动化学报》和自动化研究领域近五年的发展图景.
2014, 40(5): 1024.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2014.01024
摘要:
本文简要评述《统计自然语言处理》（第2版），向读者推介一部自然语言处理领域的长篇力作.
本文简要评述《统计自然语言处理》（第2版），向读者推介一部自然语言处理领域的长篇力作.
