Fuzzy Self-adaptive Proportional Integration Differential Control for Attitude Stabilization of Quadrotor UAV

The technology of attitude control for quadrotor unmanned aerial vehicles(UAVs) is one of the most important UAVs' research areas.In order to achieve a satisfactory operation in quadrotor UAVs having proportional integration differential(PID) controllers,it is necessary to appropriately adjust the controller coefficients which are dependent on dynamic parameters of the quadrotor UAV and any changes in parameters and conditions could affect desired performance of the controller.In this paper,combining with PID control and fuzzy logic control,a kind of fuzzy self-adaptive PID control algorithm for attitude stabilization of the quadrotor UAV was put forward.Firstly,the nonlinear model of six degrees of freedom(6-DOF) for quadrotor UAV is established.Secondly,for obtaining the attitude of quadrotor,attitude data fusion using complementary filtering is applied to improving the measurement accuracy and dynamic performance.Finally,the attitude stabilization control simulation model of the quadrotor UAV is build,and the self-adaptive fuzzy parameter tuning rules for PID attitude controller are given,so as to realize the online self-tuning of the controller parameters.Simulation results show that comparing with the conventional PID controller,this attitude control algorithm of fuzzy self-adaptive PID has a better dynamic response performance.

比例融合与多层规模感知的人群计数方法

针对密集场景下人群图像拍摄视角或距离多变造成的多尺度特征获取不足、融合不佳和全局特征利用不充分等问题,提出一种比例融合与多层规模感知的人群计数网络。首先采用骨干网络VGG16提取人群密度初始特征;其次,设计多层规模感知模块,获得人群多尺度信息的丰富表达;再次,提出比例融合策略,根据卷积层捕获的特征权重重构多尺度信息,提取显著性人群特征;最后,采用卷积回归策略进行密度图的回归。同时,提出一种局部一致性损失函数,通过区域化密度图的方式增强生成密度图与真实密度图的相似度,提高计数性能。在多个人群数据集上的试验结果表明,所提模型优于近年人群计数的先进方法,且在车辆计数上有较好推广性。

基于协同滤波轨迹预测的机动目标RTPN拦截制导律

针对当前空中威胁目标拦截的实际需求,结合拦截器本身的机动能力,基于全覆盖协同策略,提出一种协同探测的现实真比例导引律(RTPN)制导拦截方法。所提方法解决了传统RTPN方法未考虑拦截器饱和过载限制及对任意机动目标捕获区域的确定问题。此外,针对拦截过程中对目标运动轨迹测量误差及协同探测数据丢包所引起的数据融合精度和鲁棒性问题,提出一种分布式协同滤波算法;针对数据传输和拦截器本身动力学响应延迟等问题,提出一种航迹预测算法。仿真结果验证所提方法能够有效解决饱和过载下的捕获区域确定及动力学延迟问题,及协同探测数据融合中数据丢包所引起的鲁棒性和精度问题。

融合功能性副语言比例系数的语音情感识别

语言中的非言语发声如笑声、叹息、抽泣等,称为功能性副语言,对情感表达起重要作用,但现有研究很少考虑多种功能性副语言在一种情感中的协同作用.针对该问题,提出了融合功能性副语言比例系数(functional paralanguage proportion coefficient,FPPC)的情感识别系统.首先,提取能体现多种功能性副语言在情感语句中出现的频率快慢和持续时间长短的FPPC特征;然后,搭建基于注意力机制的集成学习(attention stacking)为不同的基分类器赋予不同权重,并对FPPC特征进行训练;最后,通过自适应熵权重决策融合方法将传统语音情感识别与基于FPPC特征情感识别进行融合.实验结果显示,融合了FPPC特征后的情感识别结果提高了16.84%,证明融合FPPC特征能有效提高系统整体识别率.

基于占比样本数据融合的高校毕业生平均薪酬模型研究

本文研究了高校毕业生的平均薪酬问题,分别在各专业毕业生的月平均薪酬有显著性差异(类型1)和无显著性差异(类型2)的情形下,建立了基于占比样本数据融合的月平均薪酬模型,指出了传统的基于非专业占比的毕业学生薪酬统计方法的局限性,得到了基于专业占比的毕业学生薪酬统计方法的有效性,在实际应用中具有一定的指导意义。

基于多数据融合控制器的浮选过程控制应用研究

浮选机过程控制主要以液位和气量控制为主,往往采用单变量单回路的控制方式,从浮选工艺角度出发,不同变量之间的耦合关系并未考虑,导致浮选过程控制过程较为粗放。在分析浮选机工艺要求,总结人工操作经验后,建立了以液位、气量、泡沫流速的多变量融合模糊控制器,以更符合工艺要求的模糊控制规则库对浮选过程进行控制。经过仿真试验,证明了多数据融合模糊控制器比传统PID控制器有更好的控制效果,最终在国内某钼矿浮选机上开展了工业应用试验,试验结果取得了预期控制效果,验证了该研究的有效性。

战时装备损坏程度分布预计方法研究

装备损坏量和损坏程度分布是战时装备损坏测算的核心内容,只有同时获得才能为战时装备维修保障筹划与实施提供依据。针对战时装备损坏程度分布预测问题,从装备损坏程度分布的相关概念出发,基于战术对抗、面向维修保障两个维度分析了装备损坏程度分布的影响因素,进而从面向维修保障的各影响因素考虑,运用D-S证据理论将相关领域专家作出的损坏程度分布预测结果融合,最终按各因素影响权重综合求得各损坏程度比例,一定程度上提高了装备损坏程度分布的科学性和可信度,为装备维修保障任务分工和维修资源的配置优化提供量化的理论支撑。

基于残差网络和粗细粒度的音视频情感识别

针对情感特征表征性不足以及离散型和连续型情感描述间关联缺失的问题,提出一种基于残差网络和粗细粒度的音视频情感识别方法。基于残差网络构建双子网络提取特征,视频子网设计恒定残差网络和细节关注分支,弥补深层特征的细节信息;音频子网利用分段注意力机制提升特征判别力。使用比例决策融合策略得到最终情感分类结果。设计粗细粒度损失函数,优化整个网络的性能。实验结果表明,所提方法有效提升了识别精度,验证了不同情感描述间的关联对情感识别的辅助作用。

考虑高比例风光新能源消纳的燃煤-燃气机组联合调度策略

基于信息物理融合理论,从“对象层-融合层-决策层”三个层级出发,建立燃煤-燃气机组联合调度模型,以发电总成本最小和机组平稳出力为目标,在满足电网安全运行的约束下,求解考虑高比例风光新能源消纳的燃煤-燃气机组联合调度策略,在确保高比例风光新能源消纳的基础上实现对各机组灵活的协同控制。

DSmT理论在综合敌我识别中的应用

战场环境的复杂性要求使用多种传感器对战场目标进行综合敌我识别,而综合敌我识别有待解决的基础性难题之一是如何对异类传感器输出的不确定性信息进行有效处理。针对一包含雷达、红外、电子支援措施和敌我识别器等传感器的综合敌我识别系统,对异类传感器敌我识别过程进行分析,根据其特点提出采用DSmT理论进行决策级融合,同时针对每类传感器构造不同的基本置信指派方法,并进行了算法仿真。实验结果证实了该方法的有效性。

基于相关理论及零休特征融合的串联故障电弧检测方法

针对串联故障电弧发生时隐蔽性和随机性强、电流幅值相对较小易被负载电流湮没、与负载性质关联性大而导致的难以准确检测问题,提出一种基于相关理论及零休特征融合的串联故障电弧检测方法。以参照UL1699标准搭建的低压单相交流串联故障电弧实验平台为基础,通过采集用电回路的两个周期电流并计算其零休时间比例系数、滤除低频成份后的归一化绝对值最大互相关系数,然后用模糊逻辑器将两系数进行融合处理得到串联故障电弧综合特征识别系数,进一步结合零休时间比例系数并分别与经验阈值比较,从而判别是否有串联故障电弧发生。结果表明,该法对低压单相交流用电回路中使用GB14287.4推荐负载时产生的串联故障电弧辨识率高达100%,无误判漏判现象发生。

基于多传感器融合的陆空两栖机器人移动控制系统设计

无人机和无人车迅速发展,而无人机续航受限,无人车运动受限,且在复杂场景移动困难,为此推出陆空两栖机器人来弥补这些不足。陆空两栖机器人主要是能够通过切换空中飞行和地面行驶驱动,解决无人机和无人车在复杂环境下移动困难问题。若纯粹将无人机和无人车的组合体来实现,既不能体现系统控制的集成化,不能降低成本,也无法增加效率。系统采用STM32F405高速率芯片作为控制系统驱动主控,将控制算法融合为一体化控制,采集多个相同传感器数据融合后控制两种模式下的电机驱动。控制算法采用串级比例积分微分(proportion integration differention,PID)以及最优曲率法来增强机器人移动的鲁棒性。研究结果表明,该机器人无论是在空中飞行还是在地面行驶都有很好的控制效果和较强的稳定性。

基于无线传感器网络的比例导引优化信息融合研究

在分析反舰导弹比例导引控制规律的基础上,将无线传感器网络信息融合思想引入到比例导引优化辅助决策控制过程中,通过将无线传感器网络信息融合中的数据、特征、决策概念对应于比例导引的具体数学模型,构建了基于无线传感器网络的比例导引优化信息融合辅助决策架构;利用VB6.0语言对基于无线传感器网络辅助决策的反舰导弹优化信息融合制导控制规则进行了模拟仿真,命中距离缩短约37.1%,命中时间节省约10.9%;仿真实验结果实现了反舰导弹自适应优化比例系数的比例制导律,验证了该方法的有效性。

WSNs中MA模式与C/S模式比较与分析

移动Agent(MA)模式是无线传感器网络(WSNs)计算模式之一,相对于C/S模式,MA模式具有很多优点。目前,对MA模式的研究主要从网络能耗、时延、数据冗余等方面进行。提出一种以跳数为标准的网络性能评判方法,通过建立网络模型,将网络数据抽象为数据包的形式,计算出2种模式下网络完成一次任务时所有数据包被转发的次数,推导出跳数公式,并以此对2种模式进行研究。结果表明:MA模式的总跳数主要受融合比例因子影响,但总体上性能优于C/S模式。

DSmT框架下的广义PCR组合规则

在开放世界中,一个辨识框架可能没有包含命题所有可能的描述,传统的PCR组合规则并不能够对这种辨识框架不完备情况下的信息进行融合。针对该问题,在广义证据理论基本框架的基础上,提出了广义PCR组合规则。广义PCR组合规则扩展了传统PCR组合规则的适用范围,使其在辨识框架不完备的情况下,仍能够对信息进行有效融合。此外,在证据源之间存在较大冲突的情况下,广义PCR组合规则能够获得比广义DST组合规则更好的融合结果。算例结果表明,广义PCR组合规则是有效和合理的。

金属在熔炼过程中的损耗计算

从理论上详细介绍了金属在熔铸过程中的损耗计算方法。给出了熔铸产品与熔铸成品率、损耗率、加工成品率之间的数字表达式,利用这一表达式,各熔铸厂及各种板、带、型、线材生产厂可以根据自己的装备水平和生产水平较准确地计算出产品的生产成本。对预测企业效益、实现成本管理有很大帮助。

多角度自动热熔焊机研制中的几个关键问题

通过对塑料压力管道多角度热熔焊机的基本构成及工作过程的分析研究,介绍了以工业控制计算机为核心的熔接机的自动控制系统,从工程需要出发,重点探讨了基于电液比例阀的控制系统及一些重要参数,完成了基于电液比例阀的多液压缸顺序控制,实现了焊接过程控制的自动化。

基于视觉导航的智能轮椅控制系统

为有效实现基于标识线的轮椅视觉导航功能,设计一种嵌入式智能轮椅控制系统。该系统采用图像数据压缩技术突破存储容量与运行速度的限制,提出标识线自适应阈值提取算法,用于实现不同光线环境下的阈值提取,引入模糊比例-积分-微分控制算法实现对轮椅路径跟踪的稳定控制,通过将超声波避障和手动干预等技术融合到视觉导航控制系统中,保障轮椅运行的安全性。实验结果表明,智能轮椅在各种环境下运行安全稳定。

基于模糊逻辑的高性能融合制导研究

提出一种将传统比例导引和模糊制导相结合的融合制导方案,依靠比例导引部分保持制导系统对探测信息噪声的鲁棒性,利用模糊逻辑制导部分增强制导系统对拦截条件的自适应变化能力,通过融合形成最后的制导指令,使得比例导引和模糊逻辑制导的良好特性均得到发挥。仿真结果表明,这种制导方法精度高,性能优良。

聚变-裂变混合堆冷却剂布置优化及堆外自然循环分析

根据聚变-裂变混合堆概念堆型的燃料区水冷设计,通过FLUENT建模和模拟计算,比较了均匀流量和按燃料单元发热量比例分配流量两种冷却剂布置方案。数值计算结果表明,这两种布置方案中燃料单元之间的导热很小,除燃料单元1中冷却管道外,其余的冷却管道带走的热量几乎等于相应燃料单元的发热量,在用系统分析程序等效建模时,不必重新确定冷却管道的热构件;对后一种布置方案燃料区的最高温度更低,温度分布更均匀,但温度展平效果并不明显。计算了堆外自然循环系统在假设的失水事故(LOCA)中的导热能力。结果表明,如果不采用自然循环系统,停堆后520s发生堆芯熔化;但是如果采用自然循环系统,停堆后1000s,燃料区的最高温度只达到584.4°C,不会发生堆芯熔化。