随机系统中能容忍连续丢包和测量时延的卡尔曼滤波(英文)

通过转换原线性系统到能容忍连续丢包和测量时延的随机参数系统,推导了一个最优线性滤波器.给出一个仿真例子,比较已存在的结果,仿真结果表明被提出的线性滤波器有优越的性能.然而,该滤波器不能应用于非线性系统.从应用角度,为非线性系统提出了一个增强型的滤波器.而且,该增强型的滤波器能成功地应用于不可靠的无线传感器网络场景来跟踪移动目标.这些滤波器只依靠测量值的达到概率,而不需要知道某一时刻测量是否接收.仿真说明了被提出的增强型滤波器不仅能改善实时目标跟踪的鲁棒性,而且比标准的扩展卡尔曼滤波器能够提供更精确的估计.

有界随机测量时滞的网络控制系统的最优估计（英文）

在假设测量没有丢包的情况下,研究了带有随机测量时滞的网络控制系统的最优估计问题.利用已知的时滞分布概率,建立新的模型来描述随机时滞测量.进一步将带有时滞的测量等价成每个通道是单时滞的多通道测量,从而利用新息重组方法,通过求解黎卡提方程求解最优估计器.最后给出仿真实例验证了该算法的有效性.

含有测量时延摄动的冷轧机厚控系统控制器设计

针对冷带轧机液压厚控(Hydraulic automatic gauge control,HAGC)系统中带材厚度输出存在测量时延摄动以及系统存在不确定性的情况,提出一种新的控制器设计策略,以提高实际工作中冷带轧机板带材的板厚精度。基于轧机液压厚控系统各环节的方程式,给出具有测量时延摄动和不确定项的数学模型,并将该测量时延转化为时变输入时延考虑,建立最终的HAGC系统模型。针对该模型设计一种新的控制器,并利用Lyapunov稳定性理论对所设计的控制器进行严格的理论证明,得出系统的指数稳定性。针对1700单机架轧机进行Matlab仿真,将所提出的控制器与传统比例积分微分(Proportional integral derivative,PID)控制器的仿真结果进行对比,说明了该控制方法能够克服时延及不确定性的影响,比传统的PID控制器具有更加良好的效果,进一步验证了控制器的有效性和优越性。

测量时滞系统的故障诊断和动态自修复控制

研究含有测量时滞的线性系统的故障诊断和自修复控制问题。提出了一种测量时滞系统基于降维状态观测器的故障诊断方法。通过构造含有故障状态的增广系统并进行增广系统测量时滞的无时滞转换,将测量时滞系统的故障诊断问题转化为无时滞增广系统的状态观测问题。通过构造增广系统的降维状态观测器,设计了在线诊断故障的故障诊断器。利用故障诊断的结果,设计了故障的动态自修复控制律使系统在故障情况下能够正常运行。最后,通过一个仿真算例来验证本文所提出的方法的可行性和有效性。

具有测量时滞的不确定系统的递推鲁棒滤波

针对模型参数随机不确定性和测量时滞现象,提出了一种基于垂直投影定理和新息分析的递推鲁棒滤波方法。该方法首先将原系统转化成一个含有跨时相关性噪声的随机不确定性系统,接着重新计算了新息,然后用数学归纳法证明所得到的新息是一个互不相关的序列,最后用新息分析和垂直投影定理获得了所期望的递推鲁棒滤波器。该滤波器设计方法不需要将跨时相关性噪声进行状态增广,因而计算量小、精度高。仿真实验验证了该方法的有效性。

含随机测量时延的批间控制器设计

批间控制(Rt R)是半导体晶圆生产过程控制的有效算法.然而,受测量手段与测量成本的限制,难以实时检测晶圆的品质数据,即:存在一定的测量时延,通常该测量时延是随机,时变的,且直接影响批间控制器的性能.为此,本文基于指数加权移动平均(EWMA)算法,提出一种含随机测量时延的扰动估计方法.在分析测量概率的基础上,建立包含测量时延概率的扰动估计表达式;并采用期望最大化(EM)算法估计该测量时延的概率;然后分析系统可能存在的静差项,给出相应的补偿算法;最后讨论系统的稳定性.仿真实例验证所提算法的有效性.

含测量时滞的离散时间随机系统的最优控制器设计

针对网络诱发的时滞系统的状态估计和最优问题,研究离散时间情况下含有测量时滞的网络控制系统在随机白噪声状态下的最优控制问题。提出一种基于离散时间时滞系统的状态最优估计方法,并完成最优状态估计器的设计。构建一个隐含测量时滞的系统,然后利用无时滞转换方法,将含测量时滞的网络控制系统转换为无时滞系统,再采用卡尔曼滤波的方法对系统状态进行估计,得出最优估计方程。实现了针对含有测量时滞的网络控制系统的状态估计,完成最优控制器设计。仿真示例系统的状态响应验证了该方法的可行性和有效性。

随机发生非线性与测量时滞的滤波算法设计

针对一类具有随机发生非线性和一步测量时滞的时变系统的滤波问题。通过引入服从伯努利分布的随机序列,描述随机发生非线性与一步测量时滞。与此同时,引入事件触发传输机制且对所提出系统进行增广构造出滤波器。从而提出一种具有一步测量时滞与随机发生非线性的滤波算法。使同时存在一步测量时滞、噪声和随机发生非线性的情况下,可以采用放缩找到滤波误差协方差矩阵的上界,并且通过设计滤波增益矩阵使得该上界的迹达到最小。最后,利用matlab算例仿真,验证所提出滤波算法的真实性与实用性。

基于时滞测量的复杂网络分布式状态估计研究

研究一类存在一步随机时滞的复杂网络分布式状态估计问题,采用伯努利随机变量刻画测量值的随机时滞情况.基于复杂网络模型和不可靠测量值,分别设计复杂网络的状态预测器和分布式状态估计器,基于杨氏不等式消除节点之间的耦合项,通过优化杨氏不等式引进的参数,优化状态预测协方差.通过设计估计器增益,获得状态估计误差协方差,同时结合预测误差协方差,获得状态估计误差协方差的迭代公式,并给出估计误差协方差稳定的充分条件.最后,对由小车组成的耦合系统进行数值仿真,验证所设计估计器的有效性.

风电螺栓紧固力超声波测量的现状与展望

超声波声时测量法作为一种高精度无损检测技术,被广泛应用于风电螺栓紧固力检测领域。为进一步推动超声波声时测量法的完善发展和工业应用,文中系统性归纳了国内外超声波声时测量法在螺栓紧固力测量方面的研究方法、研究成果及存在问题。针对目前风电螺栓紧固力超声波声时测量法的应用价值和研究现状进行综述,阐述了风电机组螺栓紧固力测量的必要性,论证了超声波声时测量法测量紧固力的可行性;对超声波声时测量法的分类、原理以及实验路线进行了系统性归纳,并梳理了常用的公式原理以及各种实验方法,对通用公式进行了分析总结;结合实际测量案例,从理论和实际两方面论述了超声波声时测量法在风电螺栓紧固力检测领域的问题、挑战与前景。

X射线脉冲星导航测量延时补偿方法研究

X射线脉冲光子是脉冲星导航系统原始观测量,利用脉冲叠加技术获取的脉冲星观测量存在测量延时问题。通过分析脉冲叠加技术原理,将脉冲星导航系统测量延时问题转化为对光子延迟时间序列的研究。提出基于轨道外推的延时补偿方法和基于组合导航的延时补偿方法,前者计算量小,宜于在测量延时较小时使用,后者不受延时大小的限制。最后通过数学仿真验证了所提方法的有效性。

声时测量精度的主要影响因素分析

针对声时测量精度提高的瓶颈问题,从信号处理的角度,分析了时差法液体超声波流量计中影响声时测量精度的两个主要因素,推导了理论公式,并给出了仿真结果。首先从单声道时差式超声波流量计测量模型出发,介绍了该模型成立的条件,测量原理和其声时测量中存在的问题,然后分析了(1)在高斯白噪声模型下,声时测量误差与系统信噪比的关系;(2)采用过零检测和信号阈值法判定信号到达时刻时,阈值对声时测量误差的影响,并分别给出了声时测量误差与信噪比和检测阈值的关系图。

雾化激波管研制和煤油点火延时测量

为测量雾化煤油点火延时和得到火焰自发辐射光强分布,研制了雾化激波管和燃料雾化、进气系统。采用"管外预混"思想形成煤油气溶胶,通过连续进气和抽吸方法使气溶胶均匀分布,未出现明显的液滴沉降和壁面吸附。当点火温度为1000K,缝合接触面运行的实验时间大于10ms。由压电传感器PCB和光电倍增管PMT测量指定点压力、OH基光强时间曲线。利用Mie散射测量煤油气溶胶散射光分布,采用ICCD拍摄自点火发射光强。结果表明:该雾化系统可形成粒径为2~5μm煤油气溶胶。当压力为0.1MPa、温度为1300K^1700K,测得化学计量比=1.0煤油气溶胶点火延时iτg为0.07~6ms,ln(τig)和10000/Tig近似呈线性关系。与气态煤油相比,该文高温点火延时和已有文献数据接近,但低温点火延时偏大,表明了低温下煤油点火的两相效应。

智能变电站过程层交换机延时测量方案设计

智能变电站过程层网络SMV报文组网的传输方式已成为一种趋势。SMV报文组网的传输方式具有信息共享便捷的优势,但是SMV报文在网络交换设备交换机中传输的延时具有不确定性,这样就需要可靠的时钟源来进行同步,而且合并单元需要具备一定的守时能力。为了使SMV报文组网的传输方式不依赖外部时钟源,尝试对交换机进行改进,给出了一种基于FPGA的过程层SMV报文传输延时可测的交换机架构,提出了一种利用IEC 61850-9-2帧结构中Reserved字段测量并记录传输延时的方案。经过验证,该架构和方案可以准确地测量SMV报文在网络中传输的延时。

直线时栅测量系统的误差研究

研究直线时栅位移测量系统中的误差规律,对提高时栅测量系统的测量精度及进一步优化系统结构具有重要意义。在分析直线时栅测量系统误差来源的基础上,定量分析了时栅误差、导轨误差、滑台及连接臂变形误差,建立了时栅测量系统的全误差模型;研制一套激光干涉仪与时栅测量系统标定实验装置,实现了时栅测量系统误差的分离,并利用该模型对测量系统进行误差修正,显著提高时栅测量系统的测量精度,修正后的精度达±8 m/m,测量不确定度减小一半。

输出测量延时系统基于降阶观测器的鲁棒控制

针对具有输出测量延时且状态不完全可测的一类非线性不确定系统,研究了基于降阶观测器的鲁棒输出反馈控制策略。首先给出了渐近稳定降阶观测器的构造,然后根据Lyapunov-Krasovskii泛函稳定性理论给出了系统存在基于降阶观测器的鲁棒镇定控制器的充分条件。最后给出了一个数例以及一个液压伺服驱动的冷带轧机厚度系统实例的仿真研究,仿真研究结果验证了所提出控制策略的有效性。

以内部计数/计时器和键盘硬中断技术实现的精确测量反应时的方法

本文提出了一种用计算机进行心理实验计时的技术实现方法。这种方法的技术关键是 :1利用计算机内部计数 /计时器实现精确计时 ;2利用键盘硬中断技术实现反应的实时采集。此方案简便、经济。

最长声时测量在聋儿言语呼吸中的指导意义

目的 验证聋儿在口语发展过程中获得呼吸支持的重要性,建立学前和学龄低、中、高年级儿童的最长声时(MPT)常模;体现最长声时在聋儿言语呼吸中的指导价值;证明腹式呼吸较胸式呼吸能够提供更多的言语呼吸支持。方法 在上海市随机选取4-17岁640名健听儿童,从国内外数家省康复中心随机选出共29名配戴助听器且采用腹式呼吸的重度聋儿,以及25名接受胸式呼吸训练的重度佩戴助听器聋儿。方法:根据每个实验目的进行最长声时分组测试,测试设备采用“实时言语矫治仪”。结果(1)最长声时在不同年龄组及性别方面均存在显著差异;(2)耳聋组接受康复前,最长声时显著低于健听组,经过一年康复之后,最长声时重复测量显著高于健听组;(3)耳聋组胸式呼吸的最长声时明显短于腹式呼吸。结论 最长声时作为衡量言语呼吸质量的最佳指标之一,可以在聋儿康复中得到广泛应用,以指导聋儿在言语过程中建立自然的腹式呼吸方式。

广州大气气溶胶部分无机组分及相关气体逐时变化测量

利用SJAC MOBIC在 2 0 0 0年 7月和 11月两个采样时段测量了广州大气中的气溶胶SO2 -4,NO-3,NO-2 ,Cl-及相关气体组分 ,得出了这些污染组分的逐时变化 ,结果表明气溶胶Cl-,NO-2 ,NO-3及气体HCl,HNO2 ,HNO3有明显的变化规律 ,SO2 和SO2 -4的变化取决于SO2 的排放 ,11月的Sa St明显高于

基于有损差分聚合的单向时延测量方法

为了提高数据中心网络单向时延测量精度,更好地满足性能监测需求,用软件的方式实现有损差分聚合测量方法,以求只需发送少量控制报文就能测量任意端到端的单向时延,并消除丢包对时延结果产生的影响。设计搭建数据中心仿真环境进行实验,结果表明,该测量方法可以获得微秒级的精度结果,跟常用的测量方法相比可降低对网络的影响,部署代价低且使用方便。