改进的广义预测控制设计与仿真

改进的广义预测控制算法保留了广义预测控制算法的基本特征和优点,另外,此算法中考虑了被控对象的纯延时。针对火电厂锅炉燃烧控制系统具有非线性、大滞后、强耦合、强干扰等特点将改进的广义预测控制应用于锅炉燃烧控制系统中。该方法先利用预测模型得到系统未来时刻输出,然后将设定输出和预测误差变化率作为自适应控制器的输入,控制器利用遗忘因子递推增广最小二乘法推理得到控制输出。仿真实验表明,这种方法可以提高系统的动态性能,比广义预测控制算法具有更好的控制品质,它将会有较好的工程应用前景。

多传感器目标跟踪信息增量的计算

利用一个量测执行前后信息熵的减少及卡尔曼滤波方程中协方差的预测与更新阵,推导出传感器对目标进行检测或跟踪所产生的信息增量;并在给定最大允许的协方差阵P的情况下,得到最大的时间间隔n.对于多传感器目标跟踪乃至后续的目标属性信息融合、目标识别和战场态势的形成都有一定的实用价值,同时它为传感器的资源分配也提供了一种有效的方法.

一种多传感器信息融合中的分布模型

介绍了分布式数据融合和多传感器信息处理节点的网络分布问题,阐述了一个分布式的K a lm an滤波器.这个滤波器不需中央处理单元,每个节点对全局的最佳估计是通过状态空间中心获得而不是集中拓扑.它能直接对不同结构的节点和状态空间进行通信和同化问题的相关估计,解决了内部节点的转换.这种分布式结构能从个别节点得到融合信息,任何节点都可作出对全局的估计.

模糊PID参数自整定控制器的设计

将模糊控制理论与经典的PID控制理论结合,以锅炉温度控制系统为例,设计了一种模糊PID参数自整定控制器。仿真结果表明,和常规PID控制器相比,所设计的模糊PID控制器改善了温度控制系统的动态性能,提高了系统的鲁棒性。

基于状态空间模型的控制理论仿真软件设计

利用MATLAB的GUI完成了《现代控制理论》课程中的主要内容的仿真。使用了常用控件,并利用M文件函数调用实现数据的输入和输出,完成了系统的状态转换、阶跃响应曲线、脉冲响应曲线、bode图、nyquist图的绘制和能观能控矩阵的输出。仿真结果表明,MATLAB的GUI图形用户界面,可以使控制系统的动态仿真及其性能分析快速、灵活、直观、高效。

传感器管理——控制和排序

介绍了传感器管理对于传感器系统和融合过程的作用,提出了传感器管理的多层分类方法,探讨了传感器管理的控制和排序方面的问题,并通过实验演示了传感器管理系统控制电子优化传感器的移动方位和跟踪目标的排序过程。

交比不变的Camshift跟踪方法

为了提高Camshift跟踪方法在复杂环境下的跟踪性能,应用被跟踪目标内部各特征像素间的交比不变原理,提出了一种改进的Camshift跟踪方法。该方法通过分析被跟踪的目标模型,计算出其内部各特征像素间的坐标关系;将内部数据间的交比不变量作为所提出的跟踪方法的约束条件,对跟踪错误的像素点进行校正,并将跟踪过程中连续两帧图像的内部特征像素间的距离比作为跟踪效果的评判标准。用改进的Camshift跟踪方法分别对标准测试视频内的视频信息和实际拍摄的视频信息进行了测试。结果显示,该方法在两种复杂环境实验条件下,跟踪目标的距离偏差都能保持在15pixel以内,对单帧图像平均处理时间在20ms以内。试验结果表明,该方法对复杂环境下的目标具有良好的跟踪效果,跟踪性能稳定,跟踪效率高,可以满足跟踪系统实时性的要求。

基于780MHz频段的温室无线传感器网络的设计及试验

针对以往农用无线传感器网络（wireless sensor network，WSN）能耗与成本较高、传输性能不理想等问题，该文选用无线射频芯片AT86RF212、单片机C8051F920等，设计了一种工作在780 MHz中国专用频段且与IEEE802.15.4c 标准兼容的无线传感器网络。该文简述了无线传感器网络节点结构，重点介绍了780 MHz 无线传感器网络的硬件设计，并选择北方典型的日光温室作为试验研究环境，通过改变无线收发距离，对780、433和2400 MHz频段的无线传感器网络节点的接收信号强度值（RSSI，received signal strength index）和平均丢包率（PLR， packet loss rate）进行了测试与分析。试验结果表明，3种不同频段的无线收发模块的接收信号强度值RSSI都随着收发距离的增大而减小。在温室内测试，收发距离小于20 m时，3种无线模块的RSSI值相近；收发距离为40～90 m时，7803 MHz模块比433 MHz模块的RSSI值略大，2.4 GHz的RSSI值最小。在温室内收发距离小于90 m的范围内，780 MHz模块和433 MHz模块的丢包率均为0，2.4 GHz模块的最高丢包率不超过5%。在温室间测试，收发距离为50～90 m时，780 MHz模块和433 MHz模块的RSSI值相近；收发距离大于90 m时，780 MHz模块比433 MHz模块的RSSI值大；2.4 GHz模块在温室间收发距离为50～140 m时的RSSI值均小于433、780 MHz。2.4 GHz模块在收发距离大于70 m时出现丢包现象，收发距离大于135 m时丢包率达到100%；温室间收发距离为140 m时，433 MHz模块的最大丢包率为11%，780 MHz的最大丢包率不超过6%。因此，在温室环境监测的应用中，780 MHz频段的无线传感器网络的传输性能表现最佳，且与433 MHz都明显优于2.4 GHz。

基于Dubins路径的智能车辆路径规划算法

路径规划是车辆智能化的核心问题之一,而所有路径均可分解为简单的Dubins路径。在Dubins路径的思想下对智能车辆的行驶路径进行分段研究,并利用经典PID控制对该算法的执行性能进行检验。研究表明:算法能计算出车辆行驶的最短路径,减少了车辆行驶的路径长度,缩短了行驶时间,减少了控制系统的计算量,提高了车辆执行系统的执行力度,降低了执行误差,对最优路径具有较好的选择性。

传感器任务分配的关系模型

运用集合论中的偏序关系,提出了一种传感器任务分配的模型.分别得到了在均匀分布和指定任务的优先级这两种情况下的传感器任务分配矩阵和相应的算法.并用的一个例子说明了算法的可行性.所得到的结果为传感器的任务分配提供了一种有效的方法.

基于人才培养目标的工科本科毕业设计模式研究

本论文针对当前本科毕业设计中存在的问题进行了分析,论述了基于人才培养目标的工科本科毕业设计模式研究的重要性,提出了基于现有毕业设计模式的改革,拟研究并建立一套能适合于工科学生人才培养的毕业设计培养模式与考核指标体系,找出就业、研究生复试等时间冲突问题的解决办法,通过这种模式,培养掌握现代技术的应用型人才。

多传感器信息融合的结构及其算法

文章介绍了多传感器信息融合的四种结构及其算法.并阐述了各自的优缺点,集中式最大的优点是信息损失最小,但计算负担重;分散式结构,系统的可靠性和容错性高,计算和通信负担比集中式要轻;分级融合结构,其计算和通信负担介于集中式结构和分散式结构之间.

改进的免疫粒子群算法在TDOA定位中的应用

针对无线传感器网络中的TDOA节点无源定位估计中的非线性优化问题,提出了一种改进的免疫粒子群优化(Immune Particle Swarm Optimization, IPSO)的TDOA定位算法。该算法在自适应粒子群算法的基础上,引入免疫过程,增加了粒子种群的多样性,平衡局部搜索能力和全局搜索能力,有效地解决粒子易陷入局部最优问题,更快收敛到全局最优解。仿真结果表明,提出的算法相比于标准粒子群算法、自适应粒子群算法、Chan算法,当基站数量仅为4~5个、半径达到100 m时定位精度仍然较高,当加入随机噪声时,性能更加稳定,鲁棒性较好。

智能激光植物补光器的设计及应用

针对目前植物补光设备照射范围有限、电-光转换效率不高、布线安装成本较高和使用环境有限等问题,该研究设计了一种智能激光植物补光器。系统阐述了智能激光植物补光器的工作原理和结构设计,以“红颜”草莓为补光试验对象,分析其补光效果。试验结果表明:使用该设备能增加草莓植株的叶片厚度和叶绿素含量,相比自然光照分别增长了6.6%和10.5%;能显著提高草莓果实的硬度和糖度(P<0.05),相比自然光照分别增长了20.2%和15.5%。设计的激光驱动电路电流精度达到1 mA,在调节光照强度时精度高;使用型号为VMS-300AL-GH-N01的光合有效辐射传感器测得光量子通量密度约为55μmol/(m^(2)·s),标准偏差仅为2.689,补光器出光均匀。使用智能激光植物补光器能促进植物的生长发育及果实品质,在植物补光领域和农业现代化方面具有一定的推动作用。

基于OMAP3530平台的车道线识别检测的实现

引言本文采用ARM＋DSP双核架构的OMAP3530系列的处理器,道路图像处理部分由支持浮点运算的DSP核来完成,图像采集工作和系统的控制工作由ARM核来完成,这样的作业分配提高了系统的实时性、集成性和可靠性。车道线识别算法研究本文提出的车道线识别算法的流程如下图1所示,首先通过OV7670摄像头捕获道路图像,然后按照流程图中的步骤处理图像,最后得到清晰的车道标志线,为以后智能车辆路径规划和避障提供支持。

基于卷积网络通道注意力的人脸表情识别

针对目前人脸表情识别(Facial Expression Recognition, FER)方法准确率低、模型大和识别时间长的问题,提出了一种基于卷积神经网络的通道注意力FER算法,在普通的卷积层中加入Xception网络中的可分离卷积网络,减少参数量和运算成本。在可分离卷积层的输出加入通道注意力Senet,实现对输出通道的权值按重要程度进行重新分配。引入Resnet网络中残差机制,减轻梯度消失现象。对设计的模型分别在CK+,RAF-DB数据集和FER2013数据集进行训练。实验结果显示,在CK+,RAF-DB数据集和FER2013数据集准确率分别提高至99.45%,78.10%和62.65%。模型参数量仅有1.8 MB,识别时间1.24 s。实现了更准、更快、更轻的FER。

基于通道注意力机制的人脸表情识别机器人交互研究

为提升机器人与人类之间的交互能力,实现人机交互更加智能、自然。提出了基于通道注意力机制的人脸表情识别方法,以双足人形机器人NAO为实验平台,设计了能进行人脸表情识别的人机交互系统。首先,通过RAF-DB数据集对注意力机制的人脸表情识别算法进行训练,训练结果显示,模型可以对7种基本表情(高兴、生气、恶心、恐惧、伤心、惊讶和自然)进行识别,其准确率可以达到76.21%。其次设计NAO机器人面对不同表情时的交互语音和动作,最后,对整个人机交互系统进行测试。测试结果显示,当NAO机器人接收到电脑端识别的情绪后,会像人类一样说话和做出动作。

二阶时滞非线性多智能体系统的事件触发一致性

文章对二阶时滞非线性多智能体系统在固定有向拓扑下的领航跟随一致性问题进行研究.为节省系统的通信及计算资源,提出了一种基于事件触发机制的分布式一致性控制协议.通过给每个智能体设计相应的事件触发条件,从而有效减少了智能体间信息的更新频率.利用图论知识、矩阵理论以及Lyapunov稳定性理论给出多智能体系统达到领航跟随一致性的充分条件,并排除了系统的Zeno行为.最后由仿真结果验证了理论方案的可行性和有效性.

农业物联网研究进展与前景展望

物联网技术是世界信息产业继计算机与互联网之后的又一次飞跃,为农业现代化的快速发展提供了前所未有的机遇。简述了农业物联网的概念及体系架构,从信息感知层、网络传输层和处理应用层3个层次分析了农业物联网的关键技术;总结了国内外农业物联网的研究应用现状及存在问题;提出了我国农业物联网的发展战略和重点措施;并指出农业物联网将朝着更透彻全面的感知、更安全可靠的互联互通、更优化的系统集成和更深入的智能化服务趋势发展。农业物联网的发展必将为加快推动信息化与农业现代化融合、促进农业现代化的发展发挥更大的作用。

具有外部干扰的非线性多智能体系统的编队控制

多智能体系统编队控制因广泛应用于军事,航天,生物学等领域,成为国内外学者的关注热点.在实际应用中,当系统受到环境噪声等外部干扰时,利用领航者-跟随者的相对状态信息构造控制器无法形成预期队形.为解决这个问题,文章针对一类带有外部干扰的非线性多智能体系统,研究了领航-跟随编队控制问题.首先设计干扰观测器补偿外部干扰.其次利用自适应方法,给出了完全分布式的控制协议.再次选取适当的参数,证明了该分布式控制协议能实现系统的编队控制.最后通过仿真算例,验证了协议的有效性.