基于人脸运动单元及表情关系模型的自动表情识别

面部表情是人们表达情感和意向最有效、自然、快捷的方式.表情的发生主体不同,程度不同,导致了表情的自发性.基于这一难点,建立了一种人脸运动单元(action units,AUs)及面部表情间的概率关系模型,该模型将人脸分为眉眼区域和嘴巴区域两部分,采用Gabor小波提取区域特征,通过K临近(K nearest neighbor,KNN)与贝叶斯网络(Bayesian network,BN)相结合的机器学习算法进行自动AUs表情识别.这种改进的机器学习算法,通过训练数据以及主观的先验知识进行模型学习,为AUs配以不同的权重,并且根据极大后验概率(maximum a posteriori probability,MAP)选取最优表情.实验表明,本文所提出的模型对不同主体、不同程度的表情都表现出了较高的识别率,是一种高效且鲁棒性强的自动表情识别系统.

基于混合智能的航天器故障诊断系统

面向航天器测控管理,研究了一种基于专家系统(ES)、案例推理(CBR)以及故障树(FT)的混合智能诊断技术.文中,故障树双向混合推理机制被用于实现航天器故障定位和预测.同时案例推理的k最近邻检索策略(KNN)采用了简单实用、易收敛特性的多感官群集算法(MSA).基于案例推理和故障树的航天器专家系统(SESCF)采用了2种融合模式.案例推理和故障树采用独立运行模式,专家系统与案例推理和故障树之间则采用了松耦合运行模式.出于改善推理效率的目的,文中提出了一种将遥测信息转化为语义信息的结合特定推理方法的非线性转换方法.某卫星供配电分系统的测试证实了SESCF系统诊断的有效性.测试结果表明,相对于专家系统,SESCF系统具有更高的诊断准确度和可靠性.SESCF系统采用的非线性转换方法在航天器故障诊断过程中简单实用且容错性较好.

简化路况模式下驾驶员情绪模型的研究

驾驶辅助系统中的驾驶员模型较为单一,没有考虑驾驶员的情绪状态对驾驶策略的影响.为此,本文研究了简化路况下驾驶员的情绪模型.基于OCC(Ortony-clore-collins)模型、情绪状态自发转移过程的马尔科夫模型和情绪状态刺激转移的隐马尔科夫模型(Hidden Markov model,HMM),本文提出路况变化和无路况两种情况下的情绪模型,并对驾驶员的跟驰、切换车道和超车过程中的情绪变化进行了研究.在自发转移过程中,结合情绪实时变化的特性,提出了时变的自发转移过程,而在情绪刺激转移中,考虑了情感对刺激的记忆效应,即同种刺激先后对情感影响不同.讨论了认知情感的变化对驾驶策略的影响.针对车距、路宽和周围车辆车速对驾驶员的情感影响程度、刺激敏感程度以及特定事件对驾驶员的影响过程,进行了仿真实验,预估出驾驶员在特定事件刺激下会采取何种驾驶策略.并进行了实测数据验证,实验结果验证了所提出模型的有效性,为驾驶辅助系统中建立驾驶员模型提供了有借鉴意义的基础理论.

自级联式感应电动机控制系统的研制

描述了自级联式感应电动机的数学模型及其控制系统的结构,研制成功该类电机矢量控制系统样机.根据实验结果,分析了其动态和静态品质,得出此种类型电机控制系统完全可以达到与直流电动机控制系统相同性能的结论,提出了自级联式感应电动机进一步的应用前景.

交流励磁工频同步电机传动系统仿真及研制

描述交流励磁工频同步化调速电机的结构,对其矢量控制系统、循环变流器、交流励磁工频同步化调速电机进行了仿真数值分析.结果表明,变频侧定子力矩电流在突加负载时仅有微小变化,速度响应的超调量也比较小,电机工频侧定子磁链比较平滑,未受动态过程的影响,具有较强的鲁棒性.仿真分析与实验结果达到较好的吻合.

连续空间中机器人的情绪交互模型

根据交互过程中的场力理论,在有源场情绪状态空间中建立起服务机器人的连续可控的情感调节过程。首先,在费希纳-韦伯定律的基础上,定量分析Gross策略中情绪的自发性认知重评与指导性认知重评过程;其次,根据情感强度第三定律提出一种与情绪效价相关联的情绪强度衰减模型;再次,依据动力心理学理论,建立起基于有源场的情绪能量空间,用于模拟外界刺激情绪与机器人自身情绪的相互作用过程;并建立起基于情绪唤醒度的机器人行为表达抑制模型。在此研究基础上,提出基于HMM的情绪状态刺激转移算法;并将以上模型算法用于13自由度的服务机器人平台中,实现非典型表情交互环境中机器人不确定性情绪过程的动态、可控调节。通过在连续情绪状态空间中的不确定性计算将离散的情绪状态拓展到连续空间中,并产生多种中间状态以及发挥机器人情绪调节的拟人特征。研究结果表明:具有认知能力及情绪控制力的机器人可以在交互过程中使参与者的满意程度得到一定提升。

一种类人机器人步行鲁棒控制器

提出了一种应用于类人步行机器人研究平台的鲁棒控制算法,当机器人在步行过程中受到一定程度的外界冲力等干扰时,它可以使机器人自主达到动态平衡,而且该算法具有一定的实时性.通过一个九连杆的仿人平面机械系统,分析了机器人步行的动态过程;应用科氏力向量等建立起机器人步行的动力学模型,通过非线性补偿,得出其渐近稳定控制的约束性条件;进而构造出理想的李亚普诺夫函数,并应用遗传算法进行参数优化,设计出具备一定实时性能的鲁棒控制算法;仿真计算出机器人各个关节的角位移误差,其零力矩点(ZMP)始终在支撑脚的范围内,重心轨迹在地面的投影基本位于正弦曲线上.将该算法应用于实际的类人步行机器人行走控制中,实验证明,在受到一定程度的外扰影响时,该机器人可在短执行周期内自主达到动态平衡.

人工心理情感模型的个人机器人

以心理动力学中心理能量概念为基础,根据情感能量守恒定律,建立了情感状态能量分布描述空间和情感状态的概率描述空间,分析情绪状态的变化过程,提出情绪状态自发转移过程的隐马尔可夫链及其模型算法.利用MATLAB建立相关情感状态变化的仿真研究平台,研究情感状态的变化规律.根据以上人工心理情感模型及其变化规律构建出个人机器人综合研究平台软、硬件体系结构,并通过该系统的实际运行实验验证了其有效性.

基于神经元控制器的交流伺服系统

实现了神经元在线参数自学习功能，利用神经元控制器及滞环比较器、智能功率模块实现了基于神经元控制器的交流伺服系统。由仿真和实验结果，可以看出神经元控制器具有较强的自适应性及鲁棒性。

工频同步电机传动系统主回路及其电流调节算法研究

描述了工频同步电机传动控制系统主回路的结构及其整流变压器、吸收电路的参 数计算,对其电流控制算法及谐波抑制策略进行了分析.研究了工频同步电机传动控制系统 在亚同步、同步以及超同步速度时,突加负载的电流响应特性.结果表明,工频同步电机传动 控制系统的性能可以达到与直流电机控制系统相当并且具有同步电动机特性的结论.

级联式无刷双馈感应电机稳定性及其控制系统的研究

在分析级联式无刷双馈感应电机的数学模型的基础上 ,以小信号线性化增量模型为手段 ,根据李雅普诺夫稳定判据得出其稳定性的条件 ;而后对级联式无刷双馈感应电机矢量控制系统进行了仿真研究 ;最后分析了控制系统在典型工况下的动、静态品质。实验结果证明了其完全可以达到与直流电机控制系统的性能以及仿真分析的正确性。在国内首次研制成功该类电机矢量控制系统样机。为级联式无刷双馈感应电机进一步广泛应用于风力、水力变速恒频发电等领域 。

基于矢量控制和智能控制的交流伺服控制系统

根据交流伺服电机数学模型和矢量控制理论以及模糊控制理论，实现了以DSP为控制器、IPM为主回路，以模糊控制器为速度环，以矢量控制滞环比较器为电流环的交流伺服系统．在此基础上，进行了模糊神经网络控制的仿真．通过仿真及实验结果，证明了该系统具有一定的理论意义和实用价值．

交流励磁工频感应电机传动系统控制算法及主回路的设计研究

在国内可应用于轧机、风机和泵类负载等工况的高性能价格比的大容量中压变频传动控制系统 ,还相对很少。介绍了所开发、研制的交流励磁工频感应电机传动系统 ,是高性能价格比的大容量中压变频传动控制系统的较合理的解决方案之一。首先描述了交流励磁工频感应电机的结构 ;其次对其电流控制算法及矢量控制算法进行了分析 ;而后研究了交流励磁工频感应电机传动系统主回路的数学模型、设计方法及实际运行时同步速度点和超同步速度点的电压、电流特性。为交流励磁工频感应电机进一步广泛应用于风力、水力变速恒频发电等领域 ,奠定了一定的理论和实践基础。

无刷双馈交流励磁电动机控制系统原理

描述了无刷双馈交流励磁感应电动机的机械结构及电气特性，分析了其电路模型和 矢量空间关系，得到了无刷双馈交流励磁电动机的数学模型，并结合国内、外研究状况进行了 探讨，提出无刷双馈交流励磁电动机可在高性能传动、节能调速、变速恒频发电和吸收冲击负 荷等领域均有广泛应用的前景。

双馈孪定子感应电动机控制系统的研究

描述了双馈孪定子感应电动机的原理及其控制系统的结构 ,根据所研制双馈孪定子感应电动机矢量控制系统的实验性能 ,分析了该系统的特性 ,可以看出此种类型电机控制系统完全达到与直流电动机相同的水平 。

基于TCA785和FPGA的触发器设计

以晶闸管构成的全桥整流电路为对象,分析和建立了两种触发器以实现对晶闸管的触发控制。一种是以TCA785为核心芯片的模拟触发器,另一种是以可编程逻辑阵列(FPGA)为核心芯片的数字触发器。试验表明两种触发器都具有良好的性能,并且由模拟触发向数字触发的方向发展。

神经元控制器在交流伺服系统中的应用

利用神经元的自学习功能及其控制灵敏度的快速近似求取方法，实现了神经元控制器的在线学习。以神经元控制器作为伺服系统的速度调节器，与三相滞环控制器构成了交流伺服控制系统。仿真和实验表明，神经元控制器具有较强的自适应性和较好的实时性。

交流励磁工频感应电机传动系统电流控制算法及其性能分析

描述了交流励磁工频感应电机的结构,分析了其电流控制算法,实现了该系统主回路的设计及研究了实际运行时同步速度点的电压、电流特性。在国内为交流励磁工频感应电机广泛应用于高性能价格比的大容量风机、水泵类负载(价格低廉、节电显著)奠定了基础。

一种改进的光流算法

光流法是运动图像序列分析的一种重要方法。该文通过引入前向-后向光流方程,计算其Hessian矩阵,把Hessian矩阵条件数的倒数作为Lucas-Kanade光流法的加权阵,可有效消除局部邻域中不可靠约束点,同时提高基本约束方程解的稳定性。实验表明该方法相对于其它梯度约束光流法具有更好的可靠性。

基于马尔可夫链的情感计算建模方法

定义了情感的两种状态及其两个基本的变化转移过程,并应用马尔可夫链构造了一个情感概率空间,建立模拟情感变化的情感模型,给出了情感能量、情感强度和情感熵等概念,用以描述情感特征与情感状态。通过Matlab的仿真计算,验证此模型可较好地模拟情感状态自发转移的动态过程,可用于情感机器人的情感模拟计算。为情感计算和情感自动生成理论研究提供了一种新途径。