智能控制的应用与研究

本文对智能控制的主要研究和应用领域进行讨论,包括智能机器人的规划与控制、生产过程的智能控制、自动加工系统的智能控制、智能故障检测与诊断、飞行器智能控制、医疗过程智能控制等几方面内容,并指出目前智能控制应用研究中存在的问题,展望智能控制的发展。     

基于异构Agent的移动机器人体系结构设计

采用Agent技术设计并实现了一个移动机器人的分布式控制系统. 移动机器人的体系结构包含了慎思层、控制层与协调层, 由多个异构Agent完成相应功能. 动态局部规划根据激光雷达的环境"快照"信息来确定局部反应行为. 慎思规划采用逆向D*算法, 通过搜索脱离点来避免在复杂环境下陷入局部势能陷阱. 慎思层与控制层分别由低工耗工控机实现, 组成异构分布控制系统. 该体系结构综合了控制的实时性与复杂环境下的适应性. 开放的硬件平台与软件Agent结构提供了一种具有良好扩展性的智能移动机器人设计范式.     

基于生物智能算法的智能控制研究与实践应用

 传统的自动控制方法因为其固定参数等弊端极大限制了控制效果,生物智能算法因为其环境自适应与自学习机制的特性,为突破传统控制方法的瓶颈提供了一种新的思路,并且随着强化学习等机器学习理论与方法的不断完善与发展,生物智能算法的性能也得到了极大的提高。总结了在智能控制中常用的7种生物智能算法,分析了经典的自动控制方法与生物智能算法,尤其是强化学习、深度学习等新型智能算法的结合的应用实例。结合近年来兴起的深度学习,强化学习及类脑智能科学对智能控制的发展现状,以及未来的发展趋势进行展望。强调一种智能辅助控制方法,将智能算法与传统控制方法相结合,为智能控制的研究提供新的思路与实用范例。     

具有路径规划功能的移动机器人

 移动机器人是一种可在复杂环境下工作,具有自行规划、自主运行的智能机器人,它集中了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程、人工智能等多学科的研究成果,代表机电一体化的最高成就,是目前科学技术发展最活跃的领域之一。随着机器人性能的不断完善,移动机器人在工业、农业、医疗、服务等行业中都得到广泛应用,在城市安全、国防和空间探测领域的有害与危险场合也得到很好地应用。因此,移动机器人技术已经得到世界各国的普遍关注。     

智能控制的理论与实践

本文简介智能控制学科的产生和发展过程,全面综述智能控制的结构和智能控制系统原理以及智能控制的研究与应用领域,并讨论了智能控制的发展方向。     

仿人智能控制在中央空调系统中的应用

中央空调的能耗占整个建筑能耗的50％以上，是楼字自动化系统节能的重点，由于系统庞大，反应速度慢、滞后现象严重，传统的控制技术，对于工况及环境变化的适应性差，控制惯性较大，节能效果并不理想。针对上述问题，文章提出将智能控制技术应用于中央空调监控系统，以提高系统的控制品种，稳定性和节能效果，在简要介绍仿人智能控制基础上，主要讨论了中央空调系统及其自动控制系统设计，系统仿真的研究结果表明，中央空调仿人智能温湿度控制系统比传统的控制系统具有更好的稳定性和节能效果。     

综述新技术环境下控制的研究内容及方法

介绍了由传感、通信、计算等与控制相关的技术构成的新技术环境,阐述了基于此环境下控制所要研究的内容,指出了智能控制是控制系统的重要发展方向,并具体阐明了在混合控制系统、嵌入式控制系统、网络控制系统、非线性控制系统以及演化系统等典型系统中存在的亟待解决的问题.进而提出,在新技术环境下控制的研究方法应包括各技术融合、构建合适的体系结构和设计工具箱、加强复杂决策控制的研究和加快以网络为基础的科学活动环境的建设等.     

一种自主移动机器人智能导航控制系统设计

提出一种实用的自主移动机器人智能导航控制方案,以研制的模型样机HN-9为例,阐述了其具体实现技术.机器人采用扫描式超声波实现作业环境的探测,基于码盘和电子罗盘的组合导航子系统实现定位估计,利用模糊决策子系统产生反应式智能导航控制行为.仿真实验及模型样机的实际运行效果验证了该系统构成的可行性.这种模块化的低成本设计方案便于在移动机器人的嵌入式控制系统上实现,便于对已有移动机器人系统进行改造以实现自主导航功能,用以提高操作机动性与可靠性.     

前言

第六届中国智能机器人学术研讨会于 2 0 0 4年 1 1月 1～ 3日在武汉召开。本次会议由中国人工智能学会智能机器人专业委员会主办 ,华中科技大学控制科学与工程系承办 ,中国人工智能学会机器人足球竞赛工作委员会和上海广茂达伙伴机器人有限公司协办。在中国人工智能学会的关心、支持和指导下 ,中国智能机器人学术研讨会自 1 993年以来 ,已先后在成都、长沙、杭州、福州等地举行了五次 ,得到全国同行的积极参与和大力支持。本次第六届学术研讨会是我国智能机器人科技界、学术界和产业界的又一次盛会。我们对光临本次大会的各位代表和专家表示热烈欢迎 ,并祝本次会议圆满成功。本次会议将交流近年来我国智能机器人的研究成果 ,总结科技开发和学术活动的经验 ,展望未来智能机器人的发展方向 ,探讨智能机器人的发展战略 ,为推动我国机器人科技与产业的发展做出贡献。为了促进我国智能机器人研究成果的及时交流 ,我们编辑出版了“2 0 0 4年第六届中国智能机器人学术研讨会论文集” ,共收入论文 6 8篇。论文内容涉及机器人运动学、机器人动力学、机器人控制、机器人智能及智能控制技术、智能机器人体系结构及实现方法、路径规划、基于网络的机器人结...     

我校三项课题通过科技成果鉴定

2008年11月8日,我校有三项科技成果通过了山东省科技厅、教育厅、淄博市科技局组织的技术成果鉴定,与会专家一致认为:三项研究成果分别在相关领域达到了国际先进、国内领先水平.由任传波教授主持完成的“公共汽车制动能量再生智能控制技术研究与产业化开发”项目和曲金玉副教授主持完成的“城市公共汽车制动能量再生及智能化控制系统研制”项目,提出了一种制动能量回收、制动能量释放与离合器控制技术相结合的方法,研究了制动能量再生智能控制技术;采用制动能量释放过程负荷调节技术,提高了制动能量释放过程的稳定性;提出了一种公共汽车停驶时,利用再生能量对发动机进行熄火和启动自动控制的方法;研究了公共汽车制动能量再生运行模式识别与控制技术,开发了5种制动能量再生系统运行模式,建立了公共汽车制动能量再生智能控制系统,提高了制动能量回收利用率.该智能控制系统经淄博市机动车排放污染物检测中心检测,主要技术指标达到了项目合同书和相关标准的要求,研制的公共汽车制动能量再生智能控制系统性能先进、结构合理、功能完善,具备了产业化的技术基础,具有潜在的经济和社会效益;研究开发的公共汽车制动能量再生智能控制关键技术具有完全自主知识产权,主要技术达到国际先...     

人工免疫工程综述

概述免疫系统基本概念，比较了三大生物信息处理系统（神经系统，遗传系统和免疫系统）的特性，在此基础上提出了人工免疫工程（artificial immune engineering,AIE)的概念，介绍了AIE的主要方法，包括基于免疫网络学说的人工免疫网络模型，基于免疫特异性的否定选择算法和基于接种疫苗及免疫多样性的免疫进化算法；阐述了AIE的应用现状，包括人工免疫网络在人工智能领域，免疫特异检测在计算机安全领域及免疫反馈和免疫鲁棒自适应特性在智能控制领域的多种典型应用，最后对AIE研究应用前景作了进一步的展望。     

近20年中国智能机器人领域研究热点——基于CiteSpace的文献计量分析

在当今科技革命和产业变革发展背景下,智能机器人技术已然成为推动国家经济、社会发展的关键驱动力。以近20年中国知网(CNKI)数据库收录的2 258篇相关中文期刊文献为数据源,使用CiteSpace软件开展可视化分析,旨在总结分析我国智能机器人技术领域的研究现状、研究热点及其研究发展趋势。研究内容包括：从年度发文量、期刊发文分布、研究机构发文分布等3个方面开展统计分析;从关键词共现、研究机构共现、关键词聚类、关键词突现及时间线5个方面开展可视化分析。结果表明：中国智能机器人领域的年度发文量呈现出稳定发展且近5年呈现出快速增长的趋势,国内研究机构合作集群展现出跨域合作,高校、研究院与企业协同研究的特点,研究热点主要包括智能机器人、工业机器人、服务机器人、人工智能、传感器、机器视觉、路径规划、智能控制以及人机交互等,主要涉及智能机器人应用和关键核心技术与部件等两个层面。     

仿人智能算法在足球机器人路径规划中的应用

足球机器人比赛是一个动态时变非线性的环境,各运动对象难以建立精确的数学模型,仿人智能算法以人的思维方式、行为和直觉推理为基础,在足球机器人路径规划过程中避开了求解繁琐的对象模型时遇到的问题,显示出了其独特的优势。文中讲述了仿人智能算法在足球机器人路径规划中的应用方法,并通过实例仿真表明了算法的可行性和有效性。     

自主移动机器人的模糊智能导航

移动机器人在运动过程中所获得的传感器信息是动态且不确定的。移动机器人的控制采用了基于行为的结构，它能够克服环境的不确定性，可靠地完成复杂任务，且效率高，鲁棒性好。为了实现机器人在未知、动态、复杂环境下具有一定智能的自我决策的能力，利用模糊控制器来完成移动机器人的各种自主行为，所有被激活的行为采用分划方法来融合，可以很好地处理不确定的情况。最后通过仿真验证了该方法对移动机器人导航的有效性和可行性。     

经验模式分解在故障诊断中的应用研究进展

随着人们对机械振动领域研究的深入,经验模式分解(EMD)被越来越多的应用于机械故障特征提取与智能识别中。针对近年来国内外学者使用EMD的研究成果及发展趋势进行综述,主要包含经验模式分解的基本原理,经验模式分解在故障特征提取、智能识别方面的应用以及最新进展。同时对EMD在机械故障特征提取及故障识别中的应用进行了系统的归纳,为实际工况中机械故障诊断提供了理论依据,提出了使用EMD进行机械故障特征提取待解决的相关问题,并对未来发展趋势进行了展望。     

ARM嵌入式系统在移动机器人中的应用

ARM—Linux嵌入式系统具有通常的软硬件结构,它为整个系统提供了嵌入式计算和接口的能力。在ARM嵌入式系统嵌入式计算和接口能力的基础上增加传感部件和运动控制部件,并辅助相应的驱动软件和应用软件设计,可以较为方便地组成移动机器人系统,并实现移动机器人传感和控制等较为智能化的功能。以ARM嵌入式系统为核心的智能移动机器人系统计算能力强,系统能力扩展空间大,软件开发分层管理。     

移动机器人路径规划算法综述

为提高机器人路径规划的搜索速度,缩短搜索时间,总结归纳移动机器人在路径规划问题上的算法及其特点。首先回顾移动机器人发展历史,并对路径规划技术进行概述; 其次对移动机器人路径规划进行分类总结,并从移动机器人对环境掌握情况的角度出发,将移动机器人路径规划分成全局规划和局部规划两类,然后对全局规划和局部规划的相关算法进行综述,同时对相关算法发展现状及优缺点进行总结。最后指出机器人路径规划技术在改进算法、混合算法、多机器人协作、复杂环境以及多维环境下进一步深入研究的未来发展趋势。     

室内服务机器人路径导航系统设计及算法

随着各行业智能化的快速发展,室内服务机器人逐渐地走进了人们的日常生活中。针对日益复杂的室内环境以及对机器人路径规划技术要求的不断提高,本文采用激光雷达、底盘驱动、人机交互等功能模块相结合,设计了一种室内服务机器人路径导航系统。同时对传统蚁群算法进行改进,提出了自适应信息素浓度和动态信息素挥发因子,使改进后的蚁群算法具有较高的全局搜索能力,避免了传统蚁群算法前期易陷入局部最优的问题,最后将改进后的蚁群算法应用到移动机器人路径规划上。为了验证改进蚁群算法的有效性,用MATLAB软件进行仿真分析,仿真结果证明了改进蚁群算法在移动机器人路径规划时具有较强的全局寻优能力,同时提高了收敛速度。     

水果防碰损采摘的视觉认知及其执行机构研究进展

研发水果采摘机器人对提高收获效率、保证果实品质和减轻劳动强度具有重要意义,但由于果园环境的非结构性,使得采摘机器人极易因目标定位不准、采摘顺序不当、夹剪位姿不合理等导致果实碰伤或刮落,造成该损伤的主要原因是防碰损采摘的视觉认知与执行机构耦合问题尚未得到解决。为梳理水果采摘机器人防碰损作业的最新研究进展,从防碰损采摘中果实多维信息（采摘点、果梗位姿、防碰空间包围体等）的视觉感知、采摘机器人的视觉认知与智能防碰损采摘行为规划、防损采摘机构设计及其行为控制等三方面进行了全面综述和分析,并对今后需重点解决的核心关键问题进行总结和展望,为进一步研究和攻克非结构环境下水果智能防碰损采摘问题提供参考和依据。     

移动智能机器人避障规划研究

文章针对环境信息不确定情况下的避障问题,利用摄像机逆透视映射原理,实现单摄像机获取环境深度信息,并提出了一种基于视觉的局部路径规划的算法,实现了移动智能机器人在不确定环境中利用视觉传感器实时获取外部信息进行路径规划,仿真与实验结果表明,移动智能机器人能快速地跟踪规划路径,实现避障。