控制工程

Select

齐咏生, 白宇, 高胜利, 李永亭

控制工程. 2020, 27(12): 2055-2062.

摘要 ( )

可视化

风力发电机组滚动轴承工况复杂，其振动信号往往呈现非平稳、非线性的特性。针对传统基于数据的诊断算法不能充分挖掘出非平稳、非现性信号内部本质信息的问题，提出一种变分模态分解(Variable Modal Decomposition, VMD)和熵价值的滚动轴承诊断方法。该方法首先采用 VMD 将原始信号分解成若干本征模态函数，用熵价值法筛选出包含故障信息最多的几个模态，之后计算相应模态的能量熵与其能量构成复合特征向量作为振动信号的特征相量，最后建立基于贝叶斯准则的最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine, LS-SVM)分类器完成故障诊断，克服硬分类误报率较高的缺陷。将该方法应用于模拟风机滚动轴承数据和故障试验台，结果表明采用 VMD 与熵价值的特征提取算法可以使特征定位更加准确，有效提高滚动轴承的故障诊断率。

Select

基于未知输入观测器的拾放机器人传感器故障检测

郑志达, 代学武, 高志伟

控制工程. 2020, 27(12): 2063-2069.

摘要 ( )

可视化

针对基于智能制造工业中广泛使用的拾放机器人，提出了一种基于未知输入观测器的传感器故障检测方法，以提高工业拾放机器人的可靠性。拾放机器人故障检测的挑战在于被拾放工件的类型等变化而带来工件质量变化，造成系统质量改变，使得系统模型不再准确。首先建立系统在竖直平面内运动的状态空间模型，将不同类型工件质量变化引起的未建模动态作为未知扰动。然后通过构建未知输入观测器将未知工件质量对系统的扰动从残差中解耦，增强残差对故障的敏感性，有效提高系统的故障检测性能。仿真实验表明，该算法能够有效地检测位置传感器故障。

Select

不同主导模式风险厌恶零售商收益共享契约

杜文意

控制工程. 2020, 27(12): 2070-2076.

摘要 ( )

可视化

在供应商和零售商分别主导模式下，构建了基于风险厌恶零售商的两种博弈模型。分析发现，风险厌恶系数和收益共享比例对供应链成员的运营决策及利润影响不同。两种模式下，面对风险厌恶系数较高的零售商，供应商都会设置较低的批发价格；而零售商的订货数量，在供应商主导模式下随着风险厌恶系数的增大而减小，在零售商主导模式下随着风险厌恶系数的增大而增大；供应商的利润随着收益共享比例的增大而增大，零售商的利润随着风险厌恶的增大而增大。实践中，针对不同的主导模式，企业可以采取不同收益共享比例，从而最大化自身的利益。

Select

基于负载能量耦合的桥式起重机定位消摆控制

范波, 张炜炜, 廖志明

控制工程. 2020, 27(12): 2077-2083.

摘要 ( )

可视化

桥式起重机；能量函数；Lyapunov 方法；定位消摆

Select

光电跟踪平台干扰分析与控制器设计

朱海荣, 焦子韵, 冒建亮, 李奇

控制工程. 2020, 27(12): 2084-2091.

摘要 ( )

可视化

光电跟踪平台受轴系安装误差、轴系间的非线性摩擦力矩、质量不平衡力矩、风阻力矩、线缆约束力矩、动态耦合、反电势干扰力矩等因素的影响。由于在实际系统中很难得到上述未知干扰的精确模型，难以通过基于精确干扰模型的前馈补偿的方法进行控

制，提出了一种基于干扰观测器的控制方法。设计中把模型失配以及上述未知干扰因素当作系统的总扰动，通过构造干扰观测器来预测系统总干扰，并根据预测到的干扰信息对各个轴系进行补偿以消除干扰对系统的影响。仿真和实验结果表明，所提出的基于干扰观测器的控制方法有很好的抗干扰能力，提高了光电跟踪平台的鲁棒性和跟踪性能。

Select

移动机器人 RBF 神经网络自适应 PD 跟踪控制

马东, 董力元, 王立玲, 刘秀玲, 王洪瑞

控制工程. 2020, 27(12): 2092-2098.

摘要 ( )

可视化

针对轮子打滑条件下的轮式移动机器人，提出了一种基于径向基函数(Radical Basis Function, RBF)神经网络自适应的比例微分(Proportional Differential, PD)跟踪控制策略。首先，建立了轮式移动机器人在打滑条件下的动力学模型。其次，利用反步法设计运动学控制器，基于动力学模型设计 PD 控制器，采用带有参数自适应的 RBF 神经网络对打滑下的动力学模型中的参数和非参数不确定性进行了前馈补偿，并利用 Lyapunov 稳定性理论证明了闭环系统稳定性。最后，对本文提出的控制方法进行了仿真对比实验。实验结果表明，该控制方法能够较好补偿机器人轮子打滑下的不确定性影响，提高了轮式移动机器人轨迹跟踪的鲁棒性。

Select

异结构分数阶混沌系统的模糊脉冲同步

卢宁, 郑永爱

控制工程. 2020, 27(12): 2099-2103.

摘要 ( )

可视化

基于分数阶脉冲控制理论和模糊控制理论，研究了两个异结构分数阶混沌系统的同步问题。针对分数阶非线性混沌系统，通过 T-S 模糊模型将非线性驱动混沌系统和非线性响应混沌系统转化为线性系统的非线性叠加。利用分数阶脉冲微分方程稳定性定理，设计了模糊脉冲控制器，给出了两个异结构分数阶混沌系统模糊脉冲同步的充分条件。最后，以分数阶 Chen 混沌系统作为驱动混沌系统，分数阶 Lorenz 混沌系统作为响应混沌为例进行数值仿真，理论分析和数值仿真结果证明了该方法的有效性。

Select

改进内模解耦控制在磨矿分级过程中的应用

周颖, 贾巧娟, 张燕, 陶跃纲

控制工程. 2020, 27(12): 2104-2112.

摘要 ( )

可视化

针对磨矿分级过程的多变量、强耦合、大时滞等特性，提出了改进的 V 规范型三自由度内模解耦控制方法。通过引入滤波器，构成三自由度内模结构，使系统设定值响应与干扰响应分离；同时，引入双口控制，提高系统抑制模型误差和外部扰动的能力，以 ITAE和鲁棒性能相结合的综合性能指标作为整定滤波器参数的目标函数，提出利用混沌、局部增强算子改进的人群搜索算法优化滤波器的参数。仿真结果表明，在摄动系统下，与其他控制方法进行比较，改进的 V 规范型三自由度内模解耦控制方法使得磨矿分级系统具有较好的解耦性和鲁棒性。

Select

地铁辅助逆变器嵌入式重复控制研究

戴碧君, 许明夏, 张晓华

控制工程. 2020, 27(12): 2113-2119.

摘要 ( )

可视化

地铁辅助逆变器需要为地铁车辆的空调、风机、水泵、照明等辅助设备提供可靠高质量的电能，因此在地铁系统的稳定可靠运行中起着至关重要的作用。针对地铁辅助逆变器控制问题，提出了一种地铁辅助逆变器嵌入式重复控制策略，根据内模原理设计了交流侧电压嵌入式重复控制器，分析了控制器的稳定性；搭建了 245 kVA 地铁辅助逆变器仿真平台与实物实验平台，通过仿真与实验验证了所提出的嵌入式重复控制策略的有效性与可靠性。与传统比例积分控制方法相比，采用嵌入式重复控制可以简化地铁辅助逆变器控制系统结构、抑制交流侧电压电流谐波，有效提高地铁系统供电质量。

Select

磁耦合谐振式 WPT 系统频率特性分析

范兴明, 贾二炬, 高琳琳, 苏斌华, 张鑫

控制工程. 2020, 27(12): 2120-2124.

摘要 ( )

可视化

磁耦合谐振式无线能量传输技术能够实现中远距离的高效能量传输，给人们的生活带来极大的便利，更加符合未来社会发展的方向。该技术中频率的变化会对系统的传输性能产生重要的影响，频率特性的分析对提高系统的传输性能具有重要意义。为此，通过利用互感理论，分析了在理想和非理想状态下距离、负载的变化对系统输出功率最佳工作频率和传输效率最佳工作频率的影响。结果表明：理想状态下在研究系统最大效率工作频率时不能忽略频率对线圈内阻的影响；非理想状态下系统的传输效率最佳工作频率为接收端的共振频率，与距离、负载的变化无关。在 MATLAB 环境下仿真证明了上述理论分析的正确性。

Select

三角直觉模糊 DEA 模型优选应急控制系统

罗泽鹏, 胡致杰, 张俊林

控制工程. 2020, 27(12): 2125-2131.

摘要 ( )

可视化

针对专家在复杂应急控制系统选择过程中的输入和输出偏好可能具有直觉模糊信息的特性，构建了评价信息为三角直觉模糊数的 DEA 决策算法。首先，分别在乐观和悲观环境下构造了三角直觉模糊 DEA 模型，并借助于三角直觉模糊数的期望得分函数将三角直觉模糊 DEA 模型转化为易于计算的线性规划模型，从而得到每个 DMU 的乐观和悲观效率；其次，为了提高区分 DMU 有效排序的效果，提出了三角直觉模糊超效率 DEA 模型对 DMU 进行全排序；最后，将乐观和悲观环境下的两种模型进行融合，构建了三角直觉模糊 DEA 决策算法，并将其应用于应急控制系统选择过程。

Select

无源核子料位计在灰位检测中的研究

代星磊, 陆国平, 孙长范

控制工程. 2020, 27(12): 2132-2136.

摘要 ( )

可视化

针对现有火电厂使用的料位计在灰位检测时存在的无法实时检测、测量不精确的问题，根据 γ 射线的衰减规律和吸收原理，建立了一个实际检测的理想模型，通过理论计算和推导给出了计数率和灰位高度之间的函数关系并设计了一种无源核子料位计。该料位计的软硬件方面均采用模块化设计思想并实现料位计与上位机的通信，实施远程控制。同时，搭建实验平台，记录计数率的变化值，对推导的模型进行验证。对比实际测量曲线和模型计算所得曲线走势，结果表明，该模型能正确反应计数率和灰位高度之间的关系并且该无源核子料位计可以实时检测灰斗的灰位变化。

Select

严格反馈非线性系统有限时间模糊漏斗控制

姜海洋, 陈明

控制工程. 2020, 27(12): 2137-2142.

摘要 ( )

可视化

针对一类严格反馈非线性系统提出一种有限时间模糊漏斗控制新方法。首先，引入新型的漏斗约束函数，其控制目标是保证系统的跟踪误差限定在漏斗约束函数约束的范围内。其次，通过有限时间 Lyapunov 稳定理论及 Backstepping 技术，设计一类严格反馈系统的有限时间模糊漏斗控制器。理论分析表明，该控制器使得系统是半全局实际有限时间稳定的，即该控制策略不仅使得闭环系统的跟踪误差限定在预先设定的漏斗约束函数范围内，并且能保证其收敛速度及超调量满足设定要求。该策略同时兼顾了系统的稳态和瞬态性能。最后，通过一个数值仿真示例验证了设计方法的有效性。

Select

气候加权小世界网络电网脆弱性分析模型

孙小韦, 李鹏, 孙立强, 沈鑫, 曹敏

控制工程. 2020, 27(12): 2143-2150.

摘要 ( )

可视化

针对复杂气候条件下大型电力系统脆弱性问题，提出基于气候加权小世界网络互联的电网脆弱性分析模型，将电网所处的外界气候条件、系统运行实时潮流参数以及网络拓扑结构进行有效融合，计算并分析该复杂条件下电网脆弱性指标。为验证模型有效性，使用 IEEE-118 节点电力系统进行故障仿真。模拟结果表明，基于气候加权小世界网络电网脆弱性分析模型可以更真实、准确、全面地评估大型电力系统脆弱性并辨识出网络脆弱路段，进而验证了所提模型的正确性、合理性及可行性，为电力网络的短期运行及长期规划提供了可靠参考依据。

Select

MCR-WPT 发射/接收线圈性能仿真建模分析

范兴明, 高琳琳, 苏斌华, 唐福鸿, 张鑫

控制工程. 2020, 27(12): 2151-2157.

摘要 ( )

可视化

以两线圈等效电路模型为研究对象，重点考虑谐振线圈中通过的高频电流会受趋肤效应与邻近效应的影响，致使导体的有效截面积减小，增大线圈的高频损耗。为了掌握趋肤效应与邻近效应对系统传输的具体影响，在理论分析的基础上研究了线圈参数对系统传输性能的影响规律，并利用 Maxwell 电磁场仿真软件对圆形导线横截面模型在不同频率情况下进行仿真分析，得到了趋肤效应与邻近效应各自产生的损耗随绕组厚度和频率的变化趋势，由此提出可用铜管来代替相同外径圆形实心导线，以提高材料的实际利用效率。通过理论与仿真结果对比，验证了铜管替代实心导线提高无线电能传输线圈中导线有效截面利用率的可行性，此方法可减小导线在高频电流条件下产生的电阻损耗。

Select

基于稀疏表示分类的人工地物目标检测

汪伟, 程斌

控制工程. 2020, 27(12): 2158-2167.

摘要 ( )

可视化

针对遥感图像中人工地物目标复杂性和多样性的问题，提出了一种基于稀疏表示分类的人工地物目标检测方法。根据遥感图像的特点，首先，在冗余 Contourlet 变换域中对遥感图像进行了预处理，降低了噪声的干扰；其次，研究了高效的特征提取方法，通过在冗余 Contourlet 多级分解中引入最优基函数选择策略，计算出遥感图像的旋转不变纹理特征和基于低频的强度特征，并与遥感图像中的分形误差特征进行组合，得出复合特征向量；最后，利用稀疏表示分类方法对提取出的组合特征进行处理，完成了人工地物目标分类，并且利用数学形态学操作对分类的结果进行了优化。实验结果表明，该方法对人工地物目标检测具有较好的鲁棒性和准确性。

Select

基于 WGAN 的图像识别方法

胡龙辉, 王朝立, 孙占全, 杨爱俊

控制工程. 2020, 27(12): 2168-2175.

摘要 ( )

可视化

当前用于深度学习中数据扩充的方法只是在原始图像上进行操作，没有改变图像的深层信息，因此对模型效果的提升有限。借鉴 CGAN(Conditional Generative Adversarial Networks)的思想，提出一种基于 WGAN(Wasserstein GAN)的图像识别方法。将送入 WGAN生成器的数据加上类别标签，然后训练生成器和判别器，使生成器最终可以输出指定类别样本，并使判别器的能力达到最优。同时，判别器最后一层添加 Softmax 分类器，可使其在输出样本真假性的同时输出类别。此方法可以提升模型分类的准确性和鲁棒性，并且加快网络收敛速度。通过在 MNIST、SVHN 和 CIFAR-10 数据集上进行实验，证明了所提出方法的有效性。

Select

D-S 证据理论融合粗糙集的火控系统状态评估

王嫒娜, 李英顺, 贺喆

控制工程. 2020, 27(12): 2176-2184.

摘要 ( )

可视化

以武器装备火控系统的核心分系统——火控计算机及传感器分系统为研究对象，利用粗糙集结合 D-S 证据理论的状态评估方法实时评估了其运行状态等级，为武器系统的战备能力评估提供了借鉴。首先利用粗糙集对评估对象的评估指标在摒弃冗余属性保留核心指标的前提下获得最简属性集，避免了后续证据融合环节的规则组合爆炸现象的出现，并提高了融合效率；然后利用粗糙集获取较为客观的基本可信度，避免了由于人为因素的干扰产生的主观影响，此也解释了二者相结合的优势所在；接着利用 D-S 证据理论进行融合证据获取最终的火控计算机状态等级；最后通过试验数据结果表明，所得结论与实际和运行状态一致，验证了所提方法的有效性。

Select

基于卷积神经网络与序列匹配的闭环检测

林辉, 高军礼, 彭世国, 廖仕良

控制工程. 2020, 27(12): 2185-2190.

摘要 ( )

可视化

同时定位与地图构建解决的是陌生环境中定位与地图构建的问题。闭环检测是同时定位与地图构建的关键步骤，对构建一致性地图至关重要。当前的闭环检测通常是基于传统特征的方法，很容易受外界环境的影响。为提高闭环检测的精确性和鲁棒性，提出基于卷积神经网络与序列匹配的闭环检测方法，使用训练好的神经网络模型提取图像特征，利用局部聚合描述符对图像特征编码作为图像描述，运用序列匹配方式构建相似性矩阵用于闭环检测。实验结果表明，与基于传统特征方法及基于深度学习模型的方法相比，该算法能够获得更好的精确性和鲁棒性。

Select

公平关切下绿色再制造商的混合渠道策略

苑希港, 张晓青

控制工程. 2020, 27(12): 2191-2198.

摘要 ( )

可视化

在双渠道逆向绿色供应链中，考虑绿色再制造商承担环境责任和绿色回收商对利润有强烈公平关切双重情形，构建动态博弈模型分析绿色再制造商的混合回收渠道策略。分析绿色再制造商的环境责任、绿色再制造商的偏好系数、绿色回收商的相对公平关切系数对绿色再制造商最优决策和利润的影响。结果表明，绿色再制造商的环境责任水平和绿色再制造商对废旧绿色产品的偏好系数，以及绿色回收商的相对公平关切系数都对绿色再制造商的最优决策和利润产生影响。在不同环境责任水平和三种回收渠道策略下，绿色再制造商的利润呈先上升后下降的趋势。

Select

基于自适应控制策略的 WSN 节点能量优化

邵凌峰, 杨俊杰, 方济城, 朱彬斌, 陈明磊

控制工程. 2020, 27(12): 2199-2203.

摘要 ( )

可视化

现存的可充电无线传感器网络多使用光伏电池供电，但光伏能量具有不稳定、不可控的特性，不可避免地使传感器网络的生存寿命受到限制。为了提高传感器网络系统能量效率并延长网络的存活时间，提出一种基于贪心选择的自适应控制策略，并应用于无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)上的能量策略优化。单个节点根据电源能量、光伏补充功耗以及工作功耗来自适应地选择是否启用休眠调度，从而实现由单节点更长时间存活到网络更长时间存活的目的。仿真结果表明，所提出的算法能在一定条件下降低节点平均能耗，实现能量输入与能量输出之间的相对平衡。

Select

基于厚板生产大数据的智能监控系统研究

刘晔, 闫博, 刘长鑫

控制工程. 2020, 27(12): 2204-2209.

摘要 ( )

可视化

针对厚板生产过程中难以随时随地实时监控、产品质量波动较大等问题，以及在工业现场环境下数据采集、传输、存储等方面存在的诸多挑战，设计开发了基于厚板生产大数据的智能监控系统。系统采用基于物联网技术的分布式数据采集，解决了非结

构数据与底层生产过程数据难以同步的问题，有效提高了数据采集的可靠性和有效性；采用关系型数据库和非关系型数据库相联合的分布式数据存储系统，大大提高了生产实时和非实时数据的存储效率；利用数据挖掘、深度学习等人工智能方法建立设备故障诊断、工况异常识别等智能模型；可视化技术辅助管理决策者和现场操作人员完成更有效的分析决策。最后，此系统已在国内东部某厚板生产线的应用中取得良好效果，初步实现了工业企业的智能化转型，为流程工业智能工厂的建立和完善提供了参考。

Select

管道传输气体超声波流量计的新设计方法

董雅琳, 裴小静, 刘涛, 仲崇权

控制工程. 2020, 27(12): 2210-2218.

摘要 ( )

可视化

采用超声波技术检测工业管道流量是一种新发展的流量测量方法，由于超声波在气体中传播衰减较大，易受到环境的干扰，现有的超声波检测方法难以保证测量精度。基于时差法测量原理，提出了一个新的 X 型超声波气体传感器设计方案，通过使用三阈值电路对接收到的超声波信号进行检测点校正，可降低由超声波缺波与陷波造成的测量误差，从而提高测量精度。采用小波阈值滤波方法对测量得到的超声波飞行时间进行数字滤波，以提高抗噪和检测信号稳定性。并且给出一个 MALLAT 快速算法以实现小波分析在单片机上实时应用。通过在一个组装的单片机实时检测装置上进行气体流量测试，有效地验证了所提出的设计方法的准确性和可靠性。

Select

基于正交实验机械臂定位误差影响因素研究

韩帅, 刘满禄, 王基生, 张静

控制工程. 2020, 27(12): 2219-2225.

摘要 ( )

可视化

以 MOTOMAN-MH6 六自由度机械臂为平台，针对机器人末端定位精度的影响因素显著程度问题，通过建立误差传递模型，从理论上分析了机械臂运动参数对绝对定位精度的影响，得到了意义明确、形式简洁的误差传递表达式。对机械臂的运动参数进行了 2k因子正交实验，并对实验结果进行了统计与方差分析。将最影响机械臂末端定位精度的因素从“靠近基座的参数”具体为“靠近基座的角度参数”，对进一步提高机械臂的标定精度和机械臂的设计制造具有一定的指导意义。

Select

双时间尺度系统最优控制设计方法的综述

钟珊珊, 杨春雨, 黄新利

控制工程. 2020, 27(12): 2226-2233.

摘要 ( )

可视化

双时间尺度系统最优控制设计方法是近年来的研究热点。本文对双时间尺度系统最优控制的设计方法、双时间尺度系统的特性分析、双时间尺度系统最优控制问题相关应用等方面进行了全面的梳理。首先，给出双时间尺度系统最优控制问题的数学模型，并分析相关研究的关键难点；其次，分别给出基于模型和数据驱动的双时间尺度系统最优控制设计方法；然后，综述双时间尺度系统稳定性和次优性分析方法；接下来，概述了双时间尺度系统最优控制方法的应用案例；最后，展望双时间尺度系统最优控制的研究方向。

Select

网络控制系统故障检测观测器设计

毛毳, 黄玲

控制工程. 2020, 27(12): 2234-2240.

摘要 ( )

可视化

在网络控制系统中，针对线性时变时滞连续系统存在外界干扰及未知执行器故障，利用观测器进行故障检测设计。通过引入简单的 L-K(Lyapunov-Krasovskii)泛函，包括变量的交叉项以及二次项和高阶的标量函数的乘积项，在不进行延迟分解的情况下应用积分不等式和二次凸组合相结合的思想，设计具有H∞性能的故障检测观测器。观测器存在的条件以 LMIs(Linear Matrix Inequalities)的形式表示，便于利用成熟的工具箱对观测器进行设计，为后续对网络控制系统的故障容错控制器设计做准备。最后通过仿真算例证明所提方法的可行性。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2020年, 第27卷, 第12期　
刊出日期：2020-12-20

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

2020年, 第27卷, 第12期 刊出日期：2020-12-20

2020年, 第27卷, 第12期　
刊出日期：2020-12-20