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2015年 第22卷 第1期 刊出日期：2015-01-20

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综述与评论

基于OGRE的无人机全轨迹实时视景仿真系统

宗群，徐锐，李庆鑫

2015, 22(1):  1-7. 

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通过构建无人机全轨迹实时视景仿真系统，用于无人机全轨迹实时视景显示和运动模拟。该系统以开源的OGRE图形引擎作为基础，并结合建模软件3ds max，开源场景编辑器OgreSE，及导入工具Ogremax，构建了全轨迹视景仿真所需要的三维机体模型，以及起飞阶段，巡航阶段和降落阶段的三维场景模型。通过编写解析函数库在OGRE图形引擎中解析和渲染场景。运用基于轴对齐包围盒（Axis-Aligned Bounding Box）的射线碰撞检测算法进行无人机投弹和击中目标爆炸效果模拟。通过开源的CEGUI图形界面库进行系统的人机界面的设计与构建，用于飞行数据的显示和人机交互。同时运用基于UDP的通信方式与dSAPCE实时运算主控机进行通信，使得视景系统能够实时地展示无人机飞行状态。最后通过联合演示实验验证视景系统的各项功能

磁浮直线电机的分段电流最大加速度跟踪控制

陈特放，邓江明，唐建湘，成庶

2015, 22(1):  8-13. 

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单边直线感应电机(Single-sided Linear Induction Motors，SLIMs)作为中低速磁悬浮列车的驱动装置，其推力和法向力的优良控制特性以及抗干扰能力，对于列车的牵引及悬浮系统稳定高效运行极为重要。通过建立SLIM的最大加速度变电流跟踪控制模型，在加/减速区，控制SLIM以恒定最大加速度运行；在稳速区，为充分利用电机的容量，控制SLIM恒功率运行。实验验证了所提控制算法的有效性，不仅能有效研究SLIM推力特性，还能为探索磁悬浮的高效动态控制方法提供参考意义。

  NLOS环境下基于EKF的移动机器人定位研究

张凤，黄陆君，袁帅，戴敬，黄宽

2015, 22(1):  14-19. 

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针对室内移动机器人基于接收信号强度（RSSI，Received Signal Strength Indication）测距定位存在非视距（NLOS，Not-line-of-sight）传播问题，提出一种利用运动模型预测RSSI并修正NLOS测量的定位算法。首先结合移动机器人运动模型预测位置和信号强度RSSI,进而实现NLOS误差判定和测量修正；然后结合步长将移动机器人限制到圆域内，采用改进三边定位算法定位EKF, extended Kalman Filter）进行定位结果优化，得到位置的优化估计。仿真实验表明，该方法能有效地提高定位精度，能有效抑制具有较大量值的NLOS误差，是NLOS环境下一种有效的定位方法。；最后使用扩展卡尔曼滤波（

永磁直驱风力发电系统网侧变流器控制策略研究

刘军，吴琼

2015, 22(1):  20-24. 

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介绍了永磁直驱风力发电系统网侧变流器的基本结构和工作原理。在建立了网侧变流器数学模型的基础上采用前馈解耦双闭环控制策略进行了控制。实现了直流母线电压的稳定及有无功功率的解耦控制。针对传统PI控制器在跟踪和抗扰性能上无法同时达到最优的问题，本文提出一种基于二自由度PID控制的永磁直驱风力发电系统网侧变流器控制策略。并对二自由度PID控制器进行了化简得到一种简化的二自由度PID控制器。最后通过在Matlab/Simulink环境下对电网三相平衡状态、单相电压跌落状态及三相电压跌落状态的仿真实验验证了改进控制策略的有效性和正确性

一种拟人空间机械臂视觉伺服图像处理研究

胡硕, 王芳，秦丽，刘福才

2015, 22(1):  25-31. 

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四自由度串并混联拟人空间机械臂本体，构建了基于运动控制卡模式的机器人软、硬件系统。采用基于位置的控制结构，利用所求得的机械臂逆运动学方程，设计了由图像反馈和末端运动组成的视觉伺服控制系统。提出了一种基于SURF特征的静态目标识别算法，算法首先对目标图像提取SURF特征，并利用欧氏距离实现模板图像与目标图像特征点匹配，然后计算已匹配特征点的质心来获得目标的位置信息，最终实现了稳定的伺服定位。实验结果证明了本文系统的可靠性，并且证明了泗自由度串并混联机械臂本体在实际运动的精确性和稳定性。

基于IBF算法的无人机中继链路部署问题研究

方斌1，陈特放1,2

2015, 22(1):  32-37. 

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无人机执行侦察任务时，需要可靠的通信链路作为基础保障，将目标情报数据回传至地面控制中心。通常情况下，仅仅依靠单架无人机的通信能力是无法满足远距离数据传输需求的。通过使用多架无人机构建一条通信中继链路，是一种实现远距离数据传输的可行方案。在存在通信盲区以及无人机使用数目受限等情况下，如何合理的部署无人机以获得较优的通信链路质量，是关注的重点问题。将通信中继链路中无人机部署问题形式化表示为AHOP问题，通过改进贝尔曼-福特(IBF)算法给出无人机通信中继链路构建问题的解决方案，开展了仿真试验并进行试验分析，试验结果表明了IBF算法的有效性。

基于人工势场法与入侵杂草法路径规划研究

李海峰，马斌，陈浩男，陈劲超，王鑫

2015, 22(1):  38-44. 

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对移动机器人路径规划研究中，移动机器人路径规划易陷入局部极小值，缺乏全局指导性及路径规划效率不高，甚至目的地不可达的问题，本文给出相应的研究方法。通过合理布局超声波探头位置，利用改进人工势场法进行移动机器人的路径规划；对移动机器人陷入局部极小值点的问题，采用入侵杂草算法在全局内有指导性的产生最优子目的地，并根据子目的地重新分配空间内的引力势，引导移动机器人摆脱“陷阱”。 MATLAB仿真实验表明，本文提出的路径规划算法不仅在一般环境中，而且在相对复杂的环境中陷入局部极小值点时也能准确、安全的

 到达指定目的地。当本文算法主要参数选取匹配合理时，可对路径进行优化。该算法在解决局部极小值点的问题具有较高全局指导性

STATCOM的内部电流非线性H∞跟踪控制

王斌，翟军勇，雷邦军

2015, 22(1):  45-49. 

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研究了静止同步补偿器(STATCOM)的内部电流跟踪控制问题。建立STATCOM的数学模型，通过外部电压环来设计参考电流信号，从而得到STATCOM的跟踪偏差模型。采用直接反馈线性化和Lyapunov函数的方法，设计H∞控制器，使得内部电流达到快速跟踪参考信号的目的，并且具有抑制外部干扰的性能。最后，通过Simulink仿真与传统的两级PI控制进行比较，结果表明了所提算法对STATCOM具有更好的内部控制性能。

  基于变载荷的最佳动力性AMT换挡规律修正

李浩, 吴训成, 张珏成

2015, 22(1):  50-54. 

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针对城市公交车运行过程中乘客上下车频繁、载荷变化比较大，致使车辆动力性不能充分发挥的特点，本文提出了变载荷对电控机械式自动变速器（AMT）动态三参数最佳动力性换挡规律实时修正的方法。通过对车辆进行纵向动力学分析，建立了变载荷换挡规律数学模型，得到了汽车在不同载荷状态下的最佳换挡点。最后利用Matlab/Simulink搭建整车传动系统模型，并进行仿真。通过对车辆在变载荷与传统换挡规律下挡位变化快慢、最高车速和行驶路程进行比较，表明质量修正后的换挡规律改善了公交车的行驶动力性，真实地反映了车辆换挡时所处的状态，验证了变载荷换挡规律的有效性。

一种鲁棒补偿的直接自适应模板控制算法

张明君1 2，邵诚1，李世宽3

2015, 22(1):  55-59. 

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针对一类含有不确定项的非线性系统，提出了一种鲁棒直接自适应模糊控制算法，可在系统的控制增益已知、部分已知和未知三种情况下，实现系统跟踪有界参考信号的控制目标。该算法采用广义模糊双曲正切模型逼近系统的等价控制项, 广义模糊双曲正切模型具有模糊规则个数少，更易于用语言描述获取的特点，在实际应用中更易实现。同时，引入鲁棒补偿项消除系统的不确定项和逼近误差，放宽系统稳定条件为最小近似误差有界。利用Lyapunov函数证明了采用上述控制策略保证了控制系统跟踪误差收敛到原点的一个小的邻域内，且所有的变量一致有界。仿真例子说明了该算法的有效性

  基于近似最小一乘准则的多新息辨识算法

徐宝昌，张瀛丹

2015, 22(1):  60-65. 

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结合梯度搜索原理及多新息思想，给出了一种基于近似最小一乘准则的多新息随机梯度辨识算法。算法在每一步计算时综合考虑当前和过去时刻的数据，用一个可导确定性函数近似代替残差的绝对值，既克服了最小二乘准则在测量数据存在异常点时的缺点，又满足了算法中求导的需求。仿真结果表明，相比于以最小二乘为准则函数的辨识算法，本文算法有效的提高了参数估计精度，降低了异常点对辨识结果的影响，尤其是在存在尖峰序列噪声或大幅度干扰时显示出良好的稳健性。在实际的工业应用中，应用本文算法无须事先剔除异常点数据，降低了辨识算法对测量数据质量的要求。

闭环子空间辨识方法的分析与比较

王建国，赵京辉，沈跳

2015, 22(1):  66-72. 

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在实际应用中，辨识方法的辨识精度和辨识效率一直是人们关注的指标，也是人们选择辨识方法的主要依据。本文针对多种闭环子空间辨识方法的辨识精度和辨识效率问题的研究，首先归纳和总结了基于正交分解和基于正交投影闭环子空间辨识方法的理论和实现；然后扩展提出了基于正交分解的闭环子空间辨识方法ORT_POMOESP、ORT_N4SID和基于正交投影的闭环子空间辨识方法CSOPIM_W2；最后考虑系统输入输出测量噪声，针对过程噪声为白噪声和有色噪声两种情况下，通过仿真算例以数值分析的形式，对比研究了多种闭环子空间辨识方法的辨识精度和辨识效率。本文研究对子空间辨识方法应用于实际工业过程的建模具有实际的参考价值，以及对实际工程应用中闭环子空间辨识算法的选用具有一定的指导意义。

改进的多目标粒子群算法及其应用

回立川1a,于淼1a,郭磊1b,王德建2，牛朝阳3

2015, 22(1):  73-77. 

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为了满足电站锅炉“高效低排”的运行要求，结合RBF神经网络，根据工况数据，分析了电站锅炉燃烧效率与NOx排放的矛盾关系，建立了以锅炉运行参数为输入，以锅炉NOx排放与热效率为输出的混合模型。以此为基础，针对现有粒子群优化算法研究成果，引入了适应度与随机数值比较选择的思想和相似度函数的概念，从而确保了粒子选择的多样性以及解集的分散性。为增强收敛效果，对算法的惯性权重进行了相应设计，使之随迭代次数逐渐减小，并加入权重因子，进而利用改进算法对不同测试函数进行了效果检验，表明了算法的有效性。最后将其应用于锅炉混合模型中，进行某工况多目标优化仿真，得到了不同目标要求下的燃烧组合，为电站锅炉多目标优化提供了技术支持。

 基于矢量空间纯电动车三自由度建模与验证

梁松峰1，邱浩1，董铸荣1，2，朱小春1

2015, 22(1):  78-84. 

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建立电动车运动坐标系，利用矢量空间数学工具和刚体力学原理，建立四轮独立转向、四轮独立驱动的电动车运动学数学模型，模型包含了纵向、侧向、横摆三个自由度。同时根据直流无刷轮毂电机的电气特性建立了轮毂电机的数学模型。模型使用了课题组试验车的参数，在相同的油门输入与方向盘输入的情况下，分别做了实车实验与模型仿真实验，采集两组实验输出的速度、横摆角速度、质心侧偏角数据。通过比较试验车与仿真模型输出的数据验证了数学模型的准确性。利用已经建立的数学模型，研究高速状态下后轮转角对电动车的横摆角速度和质心侧偏角的影响，从实验结果可以看出，实施对后轮转角的控制可以有效改变电动车的横摆特性和质心侧偏角特性。此外，论文对模型的局限性进行了分析，明确该数学模型适用的场合以及使用该模型时应注意的事项。

  回路整形在减摇水舱摇摆台中的应用

张松涛，孙明晓，李心宁，姜见龙

2015, 22(1):  85-90. 

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减摇水舱摇摆台是实现位置随动控制的液压伺服系统，其功能是模拟船舶运动姿态和验证减摇水舱的性能。摇摆台运动时，在横摇和横荡两个自由度上存在着相互耦合，且水舱内流体晃荡产生很大的干扰力和力矩，导致建模时参数不确定，对系统精度造成很大影响。为此建立摇摆台耦合运动模型，运用力学理论分析并进行解耦控制，求解流体产生的干扰力和力矩，引入 回路整形控制策略设计控制器，最后进行仿真分析和实验验证。结果表明，系统能够准确快速跟踪动态输入的横摇和横荡位移信号，实现了对干扰的估计和补偿，提高了系统的跟踪速度和鲁棒性，更为精确地验证水舱的性能。为模拟船舶运动姿态和其它领域中同类型的液压系统控制问题提供有效的解决方法。

  钢坯入库堆垛问题模型及其动态求解算法 

董广静1,2, 施灿涛1,2,李铁克1,2,魏亮3

2015, 22(1):  91-97. 

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对钢坯入库堆垛问题进行深入研究，建立了以最小化钢坯出库倒垛数为目标的数学模型，并设计了一种可以动态调整垛位顶层钢坯的堆放位置的DIBF(Dynamic and Improved Best Fit)算法。算法主要分为两个阶段，首先通过聚类算法将辊道上暂存钢坯形成入库批次；然后对入库批次通过DIBF算法进行批次指派垛位。通过钢厂实际生产数据对DIBF算法、IBF(Improved Best Fit)算法和传统手工计算方法进行验证。结果表明，相对于IBF算法和传统手工计算方式，DIBF算法不仅能够在限制可用垛位数的前提下减少倒垛次数，而且也能提高垛位的空间利用率，模型及算法可行、有效。

  基于广义Jaccard系数处理冲突证据方法

嵇威华，吕国芳

2015, 22(1):  98-101. 

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为了更好的处理运用D-S证据理论时出现高度冲突证据的情况，本文提出了一种基于广义Jaccard系数的加权组合方法。本方法利用广义的Jaccard系数公式求出各个证据体的权值，提高相近识别结果的证据体支持度；然后对证据体的权值归一化处理、加权平均，减少算法的复杂度；最后利用标准的D-S合成规进行多次信息融合，进一步减小冲突证据的影响，从而给出符合实际的辨识结论。文中详细介绍了该方法的理论推导过程和具体计算步骤。实际案例计算表明：该方法相较于其他改进方法，在处理不相关性冲突证据方面更具有简单性、实用性以及高效性

 活套多变量系统建模与智能解耦控制研究

李伯群，富建华，孟庆涛，张大庆

2015, 22(1):  102-107. 

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活套系统控制的好坏，直接影响成品带钢的宽度、厚度等性能指标。活套系统的控制目标是恒定活套量下保持张力波动尽可能小，即降低活套张力控制和高度控制的相互干扰，使系统更加稳定。控制系统能够根据检测到的活套辊摆角的变化，一方面给出控制率去调整上游机架的轧辊速度以保持套量不变; 另一方面在带钢轧制过程中，为了保持恒定带钢张力，活套输出的张力矩就必须随着活套角度的不同而相应地改变。针对活套系统非线性、强耦合、多约束等特点，以鞍钢1700mm热连轧精轧机组为背景，建立了活套系统的动态数学模型。针对该模型提出了一种新型控制策略--单神经元PID与小脑模型复合控制算法来实现活套系统的多变量解耦控制。仿真结果验证了本算法的有效性，其解耦响应速度和抗干扰能力明显优于传统PID解耦控制效果。

  参数对预防性维修模型的影响分析与仿真

李娟娣 苏宏升

2015, 22(1):  108-112. 

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为了给可修部件预防性维修提供科学合理的理论依据，基于随机理论中的连续时间马尔科夫过程，建立了可修部件的预防性维修模型，分析了预防性维修模型中维修率及检查率变化对模型稳态值影响。建立了可修部件的预防性维修模型，也就是其状态转移图，计算出预防性维修模型的稳态值，借助数学的方法分析了检查率及维修率对稳态值影响，得出维修率及检查率对可修部件预防性维修模型影响的理论依据。最后借助MATLAB软件对所分析出的结果进行了仿真验证。结果表明，理论分析与仿真结果一致。明白参数对可修部件预防性维修模型稳态值的影响对正确的选取参数从而获得期望的稳态值有一定的帮助

  基于差分进化粒子群算法的多目标无功优化

简献忠1，李莹1，范建鹏1，柏勰文2，杨延安2

2015, 22(1):  113-5. 

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针对电力系统有功网损最小、电压水平最好和电压稳定裕度最大的多目标无功优化问题， 提出一种基于差分进化的改进多目标粒子群优化算法。该算法通过对Pareto最优解集的差分进化来增加Pareto最优解的多样性，通过拥挤距离来控制精英集中非支配解的分布，以提高对种群空间的均匀采集；采用擂台赛法则构造多目标Pareto最优解集，较大程度的提高了算法的运行效率；自适应惯性权重和加速度因子的动态变化可增强算法的全局搜索能力。将该算法在IEEE14、IEEE30节点标准测试系统上进行了无功优化仿真，结果表明，基于差分进化的改进多目标粒子群优化算法能够在保持Pareto最优解的多样性的同时具有较好的收敛性能，为多目标无功优化提供了一种新的方法

  基于PSO优化的船舶动力定位观测器

谢业海

2015, 22(1):  118-122. 

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观测器设计是船舶动力系统至关重要的一个环节，而观测器的参数选取是否合适对动力定位系统的性能将产生很大的影响。文中建立了船舶非线性无源观测器，为了快速获得精确的观测器参数，提出利用粒子群算法对观测器参数进行离线寻优，寻优过程中利用观测器的估计偏差作为粒子群的适应度函数。文章最后对参数优化的观测器进行了仿真验证，仿真结果表明优化后的观测器具有较小的估计偏差且能改善动力定位系统的性能

一种改进的多变量动态矩阵控制算法及应用

郭伟，夏友亮，周 丽，王汉杰

2015, 22(1):  123-128. 

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为克服重油催化裂化分馏塔多变量控制中存在的满足镇定设计的同时，难以优化系统性能的不足。以PID和DMC控制为基础，提出一种新型多变量PIDDMC算法。该算法兼具PID控制结构简单、参数方便DMC滚动优化、鲁棒性强的特点。利用Lyapunov稳定性理论证明了该算法可保证系统闭环稳定。以Shell公司重油催化裂化分馏塔为控制对象，仿真验证了该算法克服了PID控制超调量大，过程输出耦合严重，及DMC具有较大绝对误差积分值的缺点。在模型匹配及模型失配情况下，都具有静态误差小、超调小、调节时间短和鲁棒性强等优点，对多变量过程具有良好的控制效果。调节，和

  采用条件技术设计AIMC结构的抗饱和控制器

李钟慎

2015, 22(1):  129-132. 

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AIMC（Anti-windup IMC）结构是内模控制与扰动观测器相结合的抗饱和控制结构，为了有效地解决AIMC结构中的抗饱和控制器的设计问题，提出了采用条件技术设计AIMC结构中的抗饱和控制器的方法 。分析了AIMC结构是一种二自由度的新型IMC结构，能够同时解决扰动及饱和问题。通过引入条件技术的可行性参考输入的概念，给出了抗饱和控制器的设计方法。给出了运用该方法的一个仿真实例，仿真结果表明所设计的系统具有良好的抗饱和性能及抗扰动性能。采用条件技术设计AIMC结构中的抗饱和控制器，计算简便，在没有引入新的不确定参数的条件下改善了系统的整体性能。该方法是一种很有实际价值的抗饱和控制器的设计方法。

  迭代模型Smith预估控制：算法和稳定性

齐朝阳1，郑恩让1，侯再恩2

2015, 22(1):  133-138. 

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为了解决Smith预估控制算法建立模型不精确的问题，并针对一类可重复运行的时滞过程，本文在模糊相轨迹模型Smith预估控制算法的基础上提出迭代模型Smith预估控制。该算法在不设计自适应的前提下，可以自适应得到精确的预估模型，同时辨识过程的时滞时间。证明指出只要原系统闭环稳定则迭代预估模型Smith预估控制系统稳定，且给出了算法的收敛性判据。仿真表明，所提方法不需要已知过程的模型，通过一定次数的“迭代”即可得到精确的预估模型，从而克服了常规算法控制品质依赖精确数学模型的缺陷。同时该算法具有较强的鲁棒性。

迟延惯性系统的一种自校正增量型PID控制

王志杰，朱晓星，寻新，王伯春

2015, 22(1):  139-143. 

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对于具有大迟延、大惯性特性的被控对象，常规PID控制往往难以取得满意的控制效果。该文在对常规PID控制算法及迟延和惯性系统的动态特性进行定性分析的基础上，提出了一种新的自校正增量型PID控制方法。首先采用带最小损失函数的递推最小二乘算法在线辨识被控对象的迟延和惯性特性，进而利用历史控制信息，并根据辨识结果获得一种具有自调整功能的校正基准量，从而形成一种自校正增量型PID控制器。仿真试验表明，所提方法能够有效地控制具有时变特性的大迟延、大惯性对象，表现出了良好的自适应能力。

  线性-滑模变结构的IPMSM直接转矩控制研究

肖海峰1.2 刘海龙1 贺昱曜1，张军2

2015, 22(1):  144-149. 

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为了提高内置式永磁同步电机(IPMSM)直接转矩控制系统的动态品质及鲁棒性，使系统在暂态、稳态过程中具有更优良的特性，本文提出了将直接转矩控制与线性-滑模变结构控制相结合的策略，分别采用转矩、磁链线性(PI)-滑模控制器取代了传统直接转矩控制中的滞环或PI控制器，该控制器分别根据转矩、磁链给定量与反馈量的误差动态调节平衡增益，使其实现线性控制与滑模开关控制的平衡关系，满足系统的控制需求。理论分析及实验结果表明，这种控制策略可极大地减小了磁链及转矩脉动，增大了调速范围，同时仍保持直接转矩控制固有的转矩快速响应特征，在负载恒定或突变条

件下系统具有快速跟踪、鲁棒性强的优点，有效改善了系统的动、静态运行性能。

  一种能量均衡的ZigBee网络路由算法

任丽莉12，康冰2，闫冬梅3

2015, 22(1):  150-156. 

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为进一步改善ZigBee网络性能以及延长其网络生命周期。提出一种能量均衡的路由算法，算法通过改进传统算法的数据传递路径，来调整网络的能量消耗。算法中源节点和目的节点根据建立的节点能量警告值来选择合适的路径，在平衡网络能量的基础上使路径最短。对所提出的算法进行了仿真分析，并从死亡节点数与时间的关系、端到端延迟和数据发送成功率等方面进行了综合测试，结果均表明算法比典型的路由算法AODVjr更能有效延长网络的生命周期。关 键 词：ZigBee，能量均衡，路由算法

  基于遗传算法改进的太阳能跟踪控制

甘屹1，郭家忠1，王子健1,2，陈成1，曾乐才2，杨家荣2

2015, 22(1):  157-163. 

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提出采用基于遗传算法的选择机制与吸热塔能量变化的反馈机制相结合的方式对光热电站的太阳能跟踪控制系统进行改进，以光热电站中少数几台配备光电检测元件的定日镜控制角度为基准，控制其它定日镜的角度调整。实验表明，改进的太阳能跟踪控制方式在保证光热电站整体控制精度的基础上，减少了光电检测元件的安装数量，降低了电站构建成本；同时使得控制系统在运行视日轨迹跟踪控制时具有自动调整能力。该研究将降低大规模光热电站的构建费用，促进太阳能光热发电的发展。

  基于HHT的心音分段和医学指标提取

李江，李晓玉

2015, 22(1):  164-169. 

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提出了一种希尔伯特黄变换（HHT）与香农能量相结合的包络提取方法，使包络更加平滑，分段更加准确。本文针对希尔伯特包络不平滑的问题，提出一种希尔伯特黄变换（HHT）与香农能量相结合的包络提取方法，使得所得包络更加平滑；针对经验模态分解(EMD)时采用三次样条插值而造成的端点效应问题，采用镜像闭合端点延拓方法予以解决。实验表明使用本文所提出方法得到的第一心音的检出率为94.98%，第二心音的检出率为95.00%，高于使用传统方法得到的第一心音检出率83.01%和第二心音检出率82.31%，具有较好的结果。最后本文对心音信号进行包括心率、s1/s2和D/S在内的医学指标的提取和分析，这为临床上评估心脏储备提供了便利。

  微气候环境模拟实验室用温度控制系统设计

孟庆龙1，王元2, 李彦鹏1

2015, 22(1):  170-175. 

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针对近地层微气候环境模拟室实验室温度场模拟需要，设计温度控制系统。根据温度控制系统的特点和恒温、变温的控制目标，采用二段式控制方式：在远离设定值时采用Bang-Bang控制；在接近设定值时采用自校正控制，其中，恒温控制时，仅考虑自校正控制，进行动态轨迹控制时，引入迭代学习，将优化的设定值分段加在系统上。结果显示，采用的二段式控制策略，能够提高系统快速性。特别是变温控制下，实际值能够跟踪期望轨迹，提出的控制策略可以改善系统动态响应，提高控制精度。实现温度的有效控制，达到了预期目标。

  液压厚度控制系统的数据驱动预测控制

张晓东1,邢素红2

2015, 22(1):  176-179. 

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热连轧液压厚度控制系统是由多机架协调工作完成的，针对液压厚度控制系统的大时滞特性，结构不确定性以及外部扰动等扰动的影响，提出液压厚度控制系统的数据驱动预测控制策略。本文采用串级控制方式，将监控AGC系统测得的实际厚度和压力AGC系统利用弹跳方程计算得到的厚度数据反馈给控制系统，利用子空间辨识方法，直接设计数据驱动预测控制器，增强抗干扰能力，提高控制精度。仿真结果表明该方法能够提高控制精度，具有较好的控制性能。

  双Y移30°六相异步电机弱磁控制算法研究

郭新华，郭保甲，颜冰钧，边元均，陈银

2015, 22(1):  180-184. 

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根据双Y移30°六相异步电机的结构，详细分析了其数学模型，并在MATLAB/Simulink下完成电机本体建模；基于旋转坐标系下的双Y移30°六相异步电机数学模型，采用基于定子电流解耦角的分析方法，得出定子角频率与定子电流解耦角关系，电机进入弱磁区后定子电流励磁分量与转矩分量和定子电流解耦角的关系，从而设计了基于电压调节器的六相异步电机的弱磁控制策略;仿真结果表明，所提出的六相异步电机弱磁控制策略动态性能良好，实现了六相异步电机在恒转矩和恒功率范围内的全速运行，满足系统设计要求，为六相异步电机在需要弱磁控制的应用场合提供了参考依据。 

单绕组磁悬浮开关磁阻电机控制策略

袁野1，3，孙玉坤2，黄永红1,3，胡文宏1, 卢炜强3

2015, 22(1):  185-191. 

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针对瞬时悬浮力与瞬时转矩非线性强耦合的特点，分析了单绕组磁悬浮开关磁阻电机的运行机理，以提高电机动态运行性能为目标，提出瞬时悬浮力与平均转矩分相产生的控制策略。构建单绕组磁悬浮开关磁阻电机悬浮力与平均转矩的数学模型，运用等效电流法，将实际控制电流等效为转矩电流和悬浮电流。引入超前角，考虑磁饱和因素，分析推导出计算流程，得到电机运行控制策略。有限元和simulink仿真的结果表明当电机转子发生偏心时，采用所述控制策略，转子可以在极短的时间内恢复到平衡位置，闭环系统具有良好的动静态性能。

  新型指令滤波反步及高超声速飞行器的应用

周海亮，郭云霞，王卫，冉勇，高顺

2015, 22(1):  192-198. 

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非线性严反馈系统的控制中，由于迭代和系统的设计过程，反步法成为研究热点之一。然而，由于需要推导虚拟控制的解析导数，传统反步法存在“计算膨胀”问题，当被控对象的系统阶数较高或模型较复杂时，“计算膨胀”问题更为严重，限制了反步法在实际工程中的应用。因此，论文中提出一类新型的指令滤波反步法，避免传统反步法中“计算膨胀”问题。该方法采用输入状态稳定性(Input-to-State Stability, ISS)和小增益定理保证闭环系统的稳定性，为严反馈系统的控制器设计提供了简洁有效的方式。针对高超声速飞行器巡航段纵向的速度和高度跟踪问题，综合指令滤波反步法和动态逆方法设计有效的状态反馈控制器，最后在数值仿真中验证了所设计的控制器能实现高超声速飞行器在爬升机动中对速度和高度的稳定跟踪。

  基于互信息配准的高精度双目视觉测距方法研究

任继昌1a，杨晓东1b

2015, 22(1):  199-204. 

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在立体视觉测量中，为获得更高测量精度，拓展测距范围，最重要的是要获得精确的亚像素级视差。为此，引入图像配准领域常用的互信息理论并结合Powell优化算法实现亚像素级点匹配。首先，利用Harris角点探测器检测目标，并将得到的角点作为待匹配点，再采用最大互相关法对左图像进行匹配搜索确定匹配点。然后再对以左右匹配点为中心的一定大小的邻域图像进行插值，分别放大10倍和100倍。引入多分辨率配准策略，加快了图像配准速率。先采用互信息理论结合Powell优化算法对低分辨率图像进行配准，然后再在高分辨率图像上对第一次配准的结果进行细化，结合像素级匹配的整数视差可得到最终的亚像素级视差。实验结果表明，该方法能将视差精度提高到0.01像素，提高了测距精度。