轮履模式可切换的移动机器人建模与控制

针对履带式机器人存在身体重、能效低、磨损大等问题,提出一种模式可切换的轮履复合式移动机器人,用动态平衡的双轮运动来克服传统履带式移动的弊端,从而兼顾轮式和履带的优点。将机器人等效为倒立摆系统,运用拉格朗日方法建立了非线性动力学模型;针对机器人不同摆臂姿态下的动态平衡和轮履2种模式的平稳切换,基于线性化模型设计了线性二次型调节器（linear quadratic regulator,LQR）,并在状态反馈处加入平衡点姿态补偿。仿真结果表明,姿态补偿后的LQR控制器不仅能实现在不同摆臂姿态下对参考输入的快速无超调响应,而且能有效抑制摆臂运动带来的干扰,使得机器人的位置偏差小于0.02 m,俯仰角偏差小于0.007 4 rad,保证了轮履模式切换过程的快速与稳定。     

基于动态组合优化的切换型离散系统最优控制

讨论了一类切换型混杂系统的最优控制问题.离散子系统切换次数固定且性能指标为二次型时,基于动态规划原理,将多级决策问题转化为易于求解的单级决策问题,得到切换离散系统最优控制的全局解析解.利用作为演化计算重要分支的遗传算法,对切换顺序和切换时刻进行全局搜索使性能指标达到极小,并给出具体求解步骤.最后用数字算例验证了该算法的有效性,仿真结果表明该算法可以解决一类切换线性系统的最优控制问题.     

基于扰动观测器的非线性切换系统有限时间跟踪控制

针对一类带有未知扰动的非线性切换系统,基于扰动观测器设计和有限时间鲁棒控制理论,研究抗干扰动态跟踪控制问题.首先,基于平均驻留时间(average dwell time,ADT)构造该系统所对应的切换信号,同时结合状态反馈信息和干扰估计信息设计一种PI型抗干扰复合控制器;其次,基于Lyapunov分析方法证明闭环系统的...     

基于SLIC和马氏距离混合核函数聚类的脑肿瘤图像分割算法

针对脑核磁共振图像边界不清晰、灰度不均匀和无法准确进行图像分割的问题,提出了一种基于简单线性迭代聚类(SLIC)和马氏距离混合核函数聚类的脑肿瘤图像分割方法.首先,采用各向异性滤波去除脑肿瘤MRI图像中的噪声,并运用SLIC算法对图像进行预分割;其次,对预分割图像使用粒子群算法初始化聚类中心;最后,将传统核模糊C均值聚...     

不确定切换系统的动态输出反馈鲁棒H∞控制

研究一类由任意有限多个不确定子系统组成的切换系统的动态输出反馈鲁棒H∞控制问题.利用共同Lyapunov函数方法和凸组合技术,给出由矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件,并设计了相应的子控制器和切换规则.采用消元法,将该矩阵不等式转化为一组线性矩阵不等式(LMIs).最后给出一个数值仿真实例证明结论的有效性.研究结果表明:通过切换,闭环系统在整个状态空间上的每个点都满足鲁棒H∞性能,而并不要求每个子系统在整个状态空间上都满足鲁棒H∞性能,甚至也不要求其渐进稳定.     

HDTV视频编码器的场景切换

当图象序列的帧与帧之间发生场景切换时,会影响视频编码器的编码质量．为提高高清晰度电视（ＨＤＴＶ）的视频编码器的编码质量,针对其采用的国际标准ＭＰＥＧ－２中ＧＯＰ的结构,提出按场景切换对齐的一种新的ＧＯＰ格式．软件模拟结果显示,ＭＳＥ值明显缩小,ＳＮＲ提高了３ｄＢ,效果较好．     

囚徒困境中基于非均匀连接的促合作控制设计

本文研究"囚徒困境"中促进合作演化的机制,设计"合作识别"和"背叛识别"两种控制形式,并分析合作在相应控制之下的演化路径问题.在合作识别控制设计中,通过将博弈群体分为合作者子群体和合作者与背叛者共存子群体,形成连接率依赖于个体策略的"非均匀连接",以保护合作的方式抑制背叛,促进合作演化;在背叛识别控制设计中,以惩罚背叛的方式鼓励合作.文章指出,合作识别控制设计能在合作率较低时促进合作,但不能使合作成为演化稳定策略(ESS);背叛识别控制设计能在合作率较高时使合作成为ESS,但是背叛总是该控制下的ESS.结合"合作识别"控制与"背叛识别"控制,本文设计一种切换控制,使得合作是"囚徒困境"博弈的唯一ESS.仿真给出不同要求下的控制律设计,分析不同切换选择对合作演化路径的影响.     

基于隐马氏性分析的Bayes网络面雨量模型及其应用

面雨量估算是水文预报及各类流域水文模型中的基础工作. 基于任意网格上的降水量只与其四周网格的降水量具有不可否定的相关性, 我们提出将Bayes网络和Markov随机场应用于面雨量估算中. 采用球面坐标系、EM算法对区域进行插值, 从而可以估算出区域内任一点的降水量. 以青海湖地区的7个降水站点为例进行了面雨量估算的实例研究, 通过与泰森多边形法、距离平方倒数法和克里金法等常用的面雨量估算方法对比发现, 本文的方法具备统计学的意义, 并能解决复杂环境下判断不同点降水量之间关系的问题, 模拟结果更为合理、准确.     

不确定性随机系统的输出反馈变结构滑模控制

研究了带有时变不确定性的It型随机系统的输出反馈镇定问题,采用变结构滑模控制(SMC)方法设计了镇定控制器.在系统的不确定性满足一定匹配条件的情况下,构造了对不确定性具有不变性以及参数不含噪声激励的滑模切换流形和变结构滑模控制律,分析和证明了滑模的可达性和闭环系统的稳定性,并给出了滑模控制律的参数选择条件.最后通过示例系统仿真实验证明了文中结果的正确性和有效性.     

一种改进的K-means聚类服装图像分割算法

图像分割是图像处理中的重要环节,如何提高图像分割的准确度一直以来都是图像领域的研究重点及难点.K-means聚类算法作为经典聚类算法得到广泛应用,但是,k值的选取往往难以确定.针对这一问题,提出了一种改进的K-means算法.首先将输入的彩色图像转化为灰度图像,统计灰度直方图的峰值数,将其设定为聚类数k,然后对原图像的...