一类具有复杂执行器动态的双曲线型偏微分方程输出调节

本文研究了一类具有边界执行器动态特性的双曲线型偏微分方程(Partial differential equation, PDE)系统的输出调节问题.特别地,执行器由一组非线性常微分方程(Ordinary differential equation, ODE)描述,控制输入出现在执行器的一端而非直接作用在PDE系统上,这使得控制任务变得相当困难.基于几何设计方法和有限维与无限维反步法,本文提出了显式表达的输出调节器,实现了该类系统的扰动补偿及跟踪控制.并且我们采用Lyapunov稳定性理论严格证明了闭环系统及跟踪误差在范数意义上的指数稳定性.仿真实例对比验证了所提出控制方法的有效性.

自动化类专业课程思政教学模式创建与实践

如何打破思想政治教育与专业教育相互隔绝的“孤岛效应”,将立德树人贯穿到教学全过程、全方位、全员之中,是我国高校面临的重要任务。基于《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》和《高等学校课程思政建设指导纲要》的目标要求,针对人才培养过程中存在的问题,结合中南大学自动化类专业教学实践为分析依据,提出“突出三大结合、推进两大扩展、实现两大目标”的自动化类专业课程思政教育体系总体设计思路,创建了基于深度、强度和力度的自动化类专业课程思政教学模式。

挥发窑鼓风管的关键点识别及其摆放位置监测

窑头鼓风管的摆放位置是影响氧化锌挥发窑燃烧状态的重要操作参数之一,现仍由人工看火来手动调节,同时现场没有为挥发窑的运行优化记录完善的鼓风状态数据,也难以及时发现鼓风管被窑内渣块击中等安全隐患.针对上述问题,本文提出一种基于关键点识别的鼓风管位置监测方法.首先,文章对从窑头看火口采集的火焰视频数据集设计一种邻域关键点辅助的数据扩充方法,并构建级联金字塔网络(CPN)来预测鼓风管管口中心点的位置;然后,本文提出一种基于多帧图像的聚类分析算法来消除因烟尘遮挡所产生的异常点,并采用一种量化指标来实现对挥发窑鼓风管摆放位置的实时感知与记录;最后,本文基于现场采集的火焰视频数据进行了对比实验,结果表明所提出的关键点检测模型精度高、鲁棒性强,且鼓风管位置的量化准确率高达92.3%.

浅谈线性卷积在调制光谱分析中的应用

线性卷积是“数字信号处理”课程中十分重要的运算,但学生经常对这一运算的物理意义及作用机理理解不足。将线性卷积应用于调制光谱分析的案例中,展现线性卷积在调制光谱解析各次谐波信号的作用机理,与传统“调制-锁频-滤波”方法相比,能够让学生理解线性卷积的物理意义、机理及其在工程实践中的应用价值。

基于聚类预分割和高低精度距离重构的彩色浮选泡沫图像分割

该文针对矿物浮选过程泡沫图像质量不理想、气泡大小形状灰度不均的问题,提出一种基于聚类预分割和高低精度距离重构的泡沫图像分割方法。首先,利用k-均值聚类进行前景泡沫与背景矿浆彩色图像分割,依据灰度分布和形状分布特征对提取到的泡沫图像进行滤波;然后,基于形态重构提出结合高低精度距离变换对距离图像进行重构,同时利用面积重构h顶改进变换为分水岭变换提取准确的特征标识;最后利用分水岭算法得到分水线,从而完成浮选泡沫的分割。由分割后的泡沫图像可统计分析出气泡个数与尺寸等物理特征参数从而为浮选控制提供依据。仿真结果表明了方法的有效性。

基于计算机视觉的浮选泡沫颜色及尺寸测量方法

矿物浮选过程中,为了使浮选过程处于最优运行状态,获得量化的泡沫颜色与尺寸参数就至关重要。提出了一种基于计算机视觉的浮选泡沫颜色及尺寸测量方法,通过高性能彩色CCD摄像机获取泡沫图像,在此基础上采用相对红色分量测量泡沫颜色,并提出采用面积重构改进变换为分水岭变换提供标识,从而完成泡沫图像分割,对分割后的气泡区域进行象素标定得到气泡实际尺寸。工业运行数据分析结果表明,该方法能有效地测量浮选泡沫颜色及尺寸。

焦炉配煤专家系统的定性定量综合设计方法

焦炉配煤炼焦过程是存在诸多不确定性、无法用数学模型描述的复杂工业过程 ,传统控制方法难以实施控制 .根据焦化理论和生产所获工业数据构造数学模型 ,以群体专家经验得到的定性知识构成规则模型 ,将解析的数学模型与基于知识的规则模型相结合 ,采用定性定量综合集成方法 ,建立焦炭质量预测模型 ,提出了配煤比计算的实用算法 ,并实时控制配煤流量 .系统于 1994年正式投入工厂运行 ,焦炭质量预测精度达到 95% ,配煤准确率达到97% .

基于泡沫纹理信度分配SVM的矿物浮选工况识别

针对矿物浮选过程中泡沫纹理各向异性、纹理特征信度差异以及类间样本数分布不均等问题,提出一种浮选工况的自动识别方法。首先基于多角度融合的空间灰度共生矩阵计算角二阶矩、熵、惯性矩、逆差矩和相关性等二阶统计量描述泡沫纹理特征,然后引入信息熵的概念,以二阶统计量的信息增益分配各种纹理特征对分类器的信度,再通过类间样本数加权策略消除样本分布的不平衡性,最后实现了一对一加权支持向量机的浮选工况识别。工业现场泡沫图像测试结果表明,该方法能够有效降低小样本的错分率,提高整体识别率。

一种求解旅行商问题的离散状态转移算法(英文)

本文提出了一种求解旅行商问题的离散状态转移算法,设计了交换、平移、对称等3种转移算子,讨论了算法的收敛性和时间复杂度等问题,研究了参数对算法的影响.实验结果表明,与模拟退火算法及蚁群算法等经典组合优化算法相比,该算法具有耗时短、寻优能力强等优点,这也表明了状态转移算法的适应性很好.

烧结法生产氧化铝生料浆的配料专家系统设计

基于烧结法生产氧化铝生料浆的配料机理和长期积累的专家经验知识,建立了生料浆质量预测模型,开发了适应于生料浆配料生产特点的专家优化配料系统。根据实际生产和配料机理,提出了产生式规则的知识表示形式,结合规则集分类原理,设计了生料浆配料的专家知识库。通过规则集之间的有知识搜索、规则集内部的前向推理、规则前提和结论之间的哈希算法的有机结合来实现推理机制,从而实现专家系统的优化配比计算。实际结果表明:该专家系统优化配比计算速度快、效率高,既提高了生料浆质量,又稳定了生产。

自适应变异的粒子群优化算法

针对粒子群算法的早熟收敛问题,提出一种新的基于群体适应度变化率自适应变异的粒子群优化算法。该算法根据群体适应度变化率自适应调整惯性权重的取值,根据当前种群的平均粒距对种群中部分粒子进行变异操作。自适应调整与变异操作能增强算法跳出局部最优的能力,增大寻找全局最优的几率。对几种典型函数的测试结果表明,新算法的全局搜索能力有了明显的提高,有效避免了早熟收敛问题。

一种混沌差分进化和粒子群优化混合算法

为了改善差分进化粒子群算法的局部搜索能力和收敛速度,提出了一种混沌差分进化的粒子群优化算法。该算法利用信息交换机制将两组种群分别用差分进化算法和粒子群算法进行协同进化,并且将混沌变异操作引入其中,加强算法的局部搜索能力。通过对三个标准函数进行测试,仿真结果表明该算法与DEPSO算法相比,全局搜索能力、抗早熟收敛性能及收敛速度大大提高。

基于稀疏多核最小二乘支持向量机的浮选关键指标软测量

由于浮选性能受多种因素的制约,适宜的矿浆pH值是高效泡沫浮选的关键。针对pH值在线检测仪易受干扰、维护保养成本高等不足,结合泡沫浮选过程机理分析,以泡沫视频图像特征为辅助变量,将局部核函数和全局核函数加权组合,提高模型的学习和泛化能力,利用Schmidt正交化理论约简多核矩阵,减小计算量,建立基于稀疏多核最小二乘支持向量机的浮选矿浆pH值软测量模型。工业运行数据测试结果表明:所建模型具有预测精度高、反应迅速、稳定性好等优点,适于工业应用。

基于多处理机的混合实时任务容错调度

提出了一种混合实时任务容错调度算法 .该算法采用RateMonotonic (RM)算法完成周期任务的静态调度 ;采用预订处理机时间方法和EarlierDeadlineFirst (EDF)算法动态调度非周期任务 ;采用主 /副版本备份技术确保系统的容错能力 .通过充分利用周期任务的剩余处理机时间调度非周期任务和主动备份与被动备份相结合的方法有效地减少了处理机数 .仿真结果证明了算法的有效性 .

铜闪速熔炼配料过程建模与智能优化方法研究

针对铜闪速熔炼配料过程人工计算配比的主观性和局限性,基于配比影响因素分析,建立综合考虑品位、成本、库存的配料优化模型;引入"软约束"调整模型的约束边界,改善优化问题求解的可行性;并提出以单变量编码的交叉变异来确定整体决策向量的改进遗传算法进行寻优,以克服多维变量编码时可能导致搜索空间剧增的缺陷。最后结合工业运行数据进行配比优化计算,优化结果表明该方法在满足熔炼工艺要求基础上,能有效降低杂质含量和生产成本。

一种混合核函数SVM建模方法及其应用

为了提高模型的泛化能力和精度,提出了一种基于混合核函数的支持向量机(SVM)建模方法。所提出的混合核函数由径向基函数和多项式函数加权组合而成,克服了支持向量机模型中单个核函数的局限性。并利用量子粒子群算法(QPS0)对惩罚系数、核参数以及混合权重系数进行综合寻优,求取最优化参数组合,从而提高模型的精度。采用锌湿法冶炼净化过程现场数据对建模的方法进行了测试,结果表明,所提出的混合核函数支持向量机模型具有较好的泛化性能和预测精度,预测结果满足现场工艺生产的要求。

Fuzzy PID 控制起动机性能测试系统的研究(英文)

针对起动机性能测试系统，设计由标准ＰＩＤ控制器和模糊自整定机构组成的模糊自整定ＰＩＤ控制器．其模糊自整定机构通过调整参数α来在线整定ＰＩＤ 参数以求控制的快速性和鲁棒性．实际运行结果表明起动机性能测试系统检测精度高，快速性好，可靠性高。

基于改进粒子群优化算法的约束多目标优化

针对约束多目标优化问题,提出一种改进的粒子群优化算法,采用距离量度和自适应惩罚函数相结合的约束处理技术,通过可行解比例有效均衡目标函数和约束条件,提高算法的边界搜索能力。定义新的k最近邻聚集密度,保持解集分布性,并将聚集密度和轮盘赌选择相结合选取全局最优粒子。仿真结果表明,该算法在Pareto解集均匀性及逼近性方面均具有优势。

有色金属工业智能模型库构建方法及应用

有色金属工业是我国实体经济的重要基础,在国民经济和国防建设中占有关键地位。工业软件作为有色金属工业高质量发展的核心要素之一,与深入实施国家软件发展战略相关联。本文针对有色金属工业因知识模型缺失而极大限制行业工业软件发展的迫切问题,提出了有色金属工业智能模型库构建方法。从元模型驱动工程出发,定义了有色冶金元模型及其属性特点,提出了基于MODELING架构的元建模方法;设计了基于工业互联网的有色金属智能模型库总体架构、多语言融合的模型集成敏捷开发环境、多场景黑盒复用的元模型封装体系,构建了基于“五层两维”分类标准、领域知识图谱的元模型全生命周期管理平台。立足有色冶金工艺机理、操作经验、智能方法等方面的长期积淀,开发了有色金属工业智能模型库。通过两个有色冶金典型场景的应用案例,展示了有色金属智能模型库在工程应用中对提升智能化水平发挥的良好作用。有色金属工业智能模型库为行业工业软件的发展提供了核心知识支撑,将在提升有色金属工业智能制造水平、加快有色金属强国建设进程方面起到基础支撑作用。

集气管压力的智能控制设计与实现

本文针对焦炉集气管压力系统具有强耦合、强干扰、典型非线性的特点，提出一种混合智能控制方法，将经典ＰＩＤ控制、前馈控制、专家控制相结合，把三种方法的简便性、可靠性、抗扰动快速性、灵活性融为一体，发挥各自的长处．并介绍了控制器的设计方法、系统实现与工业运行结果．