Intelligent Integrated Control of Underactuated Mechanical Systems with Second-order Nonholonomic Constraints

This paper describes an intelligent integrated control of an acrobot, which is an underactuated mechanical system with second-order nonholonomic constraints. The control combines a model-free fuzzy control, a fuzzy sliding-mode control and a modelbased fuzzy control. The model-free fuzzy controller designed for the upswing ensures that the energy of the acrobot increases with each swing. Then the fuzzy sliding-mode controller is employed to control the movement that the acrobot enters the balance area from the swing-up area. The model-based fuzzy controller, which is based on a Takagi-Sugeno fuzzy model, is used to balance the acrobot. The stability of the fuzzy control system for balance control is guaranteed by a common symmetric positive matrix, which satisfies linear matrix inequalities.     

基于产热量优化的烧结余热回收操作参数设定

针对钢铁烧结余热回收过程中的热交换效率优化问题，引入锅炉有效产热量的概念，用于评价余热发电系统的整体运行效率，提出基于中压锅炉有效产热量优化的余热回收过程操作参数设定方法.首先应用BP神经网络对中压锅炉有效产热量进行预测，基于热力学原理建立有效产热量优化模型；然后采用一种改进的粒子群优化算法求解优化模型，得出有效产热量最大时中压蒸汽温度和环冷机速度的优化设定值.基于工业运行数据的仿真结果表明，所提方法可以使烧结余热回收系统的有效产热量平均提高5%左右，从而提高余热发电效率.     

焦炉集气管压力智能解耦控制系统的应用

针对某钢铁焦炉集气管压力系统具有强耦合、强干扰、典型非线性的特点，结合模糊控制、PID控制、解耦控制和专家控制的优点，提出集气管压力的智能解耦控制方法，并将该控制方法应用于某焦化厂1号、2号焦炉智能解耦控制器。实际运行结果表明，当焦炉开盖、关盖、外送压力和煤气流量等因素引起集气管压力波动时，系统能迅速调节蝶阀开度使压力在15S内达到稳定，并且能够保证集气管压力稳定在工艺要求的波动范围内。     

欠驱动三连杆机器人的混杂控制方法

针对第二关节为被动关节的欠驱动三连杆机器人，提出一种混杂控制方法．欠驱动三连杆机器人的运动空间分为3个阶段：退化阶段、摇起阶段和平衡阶段．首先，在退化阶段，对第三关节构造Lyapunov函数，并针对此函数设计控制律使其连杆相对于前一连杆自然伸展，使系统退化为类Pendubot机器人；同时基于能量不断增加的思想设计第一关节控制律，以节省后阶段的能量控制时间．其次，在摇起阶段，保持第三关节控制律形式不变；通过仅控制系统能量和同时控制系统能量、角速度两种方法设计第一关节控制律，使系统进入平衡区．最后，对退化后的系统采用线性控制将其稳定在竖直向上不稳定平衡点上．数值仿真结果表明文中所提方法具有控制时间短，所需力矩小等优点．     

过渡音的基音周期检测方法

针对传统的基音估计算法不能适用于过渡音的问题，提出中心偏离函数及基于中心偏离函数的基音周期检测算法。该算法主要通过划分语音子带来搜索最小中心偏移量，较准确地确定过渡音的基音周期。介绍了该算法的设计思想和实现过程，并给出代表性的实验结果，将其结果与MBE算法所检测到的基音周期进行比较。研究结果表明：采用所提出的中心偏离函数和时域削波方法相结合来搜索基音周期，能够有效地克服传统方法的不足，降低误判率，提高基音周期的估计精度。     

二阶非完整平面3R欠驱动机械臂位置控制

为解决中间关节是欠驱动的平面3R机械臂末端点位置控制问题,提出了一种基于轨迹规划与跟踪控制方法.根据系统数学模型、几何关系和期望位置,利用差分进化算法求解所有连杆的目标角度.首先,构造Lyapunov函数设计控制器使得第一、第三连杆到达目标角度;然后,根据系统约束关系,对第一连杆进行轨迹规划,并利用差分进化算法优化轨迹参数;当第一连杆跟踪轨迹后,第二连杆被间接控制到目标角度.最后,基于Lyapunov函数设计控制器使第一连杆跟踪规划轨迹,并维持第三连杆状态不变,使系统末端点从给定初始位置到给定期望位置.仿真实验表明,在33.94 s时,系统末端点能够稳定到目标位置(0.2,0.8) m,对于不同的初始位置和期望位置,轨迹规划与跟踪控制方法同样有效.     

基于双种群粒子群优化新算法的最优潮流求解

提出一种带赌轮选择的双种群粒子群优化算法(TSPSO)求解最优潮流问题。在该算法中,对2个种群采取不同的参数设置,使得粒子在进化过程中具有不同的飞行轨迹,从而尽可能地探索解空间,增强算法的全局搜索能力;基于赌轮算法的概率选择机制使粒子可以在较好的可行解邻近范围内高强度搜索,增强了算法的局部搜索能力;采用自适应惩罚因子能有效区分最优潮流的目标函数和约束条件对种群进化的影响,使种群可以跨越不可行域到可行域进行搜索。通过IEEE30节点系统对该算法进行测试,结果表明,采用该算法可以有效求解最优潮流问题。     

基于小波变换和空域相关函数的基音周期检测及其在DSP上的实现

利用TI公司制造的DSP芯片TMS320VC5509和CODEC芯片TLV320AIC23构建一个语音采集系统,为语音信号处理搭建一个有效的平台.具体方法是:采用TMS320VC5509的I2C模块对TLV320AIC23进行配置,并通过TMSVC5509的McBSP实现两者之间的数据通信;利用小波变换在信号突变检测方面的原理在不同尺度下对采集到的语音信号进行小波变换,并引入空域相关函数,利用相邻尺度的相关系数代替传统小波变换方法中的小波系数寻找局部极大值之间的距离.实验结果表明,系统以22 kHz的采样频率采集到语音信号;通过计算不同尺度下的相关系数局部极大值之间的距离,能估计出基音周期:与传统的小波变换方法相比,基于空域相关函数的小波变换方法在锐化信号边缘的同时抑制了噪声,对噪声的鲁棒性更强.