线性最优控制主动悬架系统的鲁棒稳定性研究

本文采用系统性能分析和Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法，对线性最优控制主动悬架系统作了鲁棒稳定性研究。     

基于光照不变正则约束的稳健性桥梁病害识别

桥梁表观病害识别是桥梁运营养护的关键技术之一。近年来,卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)被广泛应用于桥梁表观病害识别。然而在光照不足条件下,卷积神经网络对于桥梁表观病害识别的稳健性通常不足。针对上述问题,提出一种基于光照不变正则约束的稳健性桥梁病害识别方法。该方法利用不变正则约束,同时约束CNN的特征提取模块和分类器模块,实现光照不足条件下的不变特征学习和分类器学习,进而增强CNN模型对于桥梁病害识别的光照稳健性。运用该方法基于桥梁表观病害数据集进行实验验证。实验结果表明：所提方法在光照不足条件下的桥梁病害的平均识别准确率高于对比方法;该方法在正常光照图像和光照变化图像上提取的特征矢量的欧氏距离为7.57,较对比方法提取的特征矢量具有更高的相似度。基于光照不变正则约束的稳健性桥梁病害识别方法在光照不足条件下提取的特征具有较强的不变特性,使得模型具有较强的病害识别稳健性,具有良好的工程应用价值,能够为桥梁的运营养护提供更准确的决策支持。     

突发状况下危险品运输网络鲁棒性建模和仿真

由于突发状况,危险品运输受到影响或威胁,其后果是致命的.因此针对危险品运输网络进行鲁棒性分析,以利于网络的设计和选择.本文基于自然渗流现象与复杂网络的渗流理论相结合,对危险品运输网络的鲁棒性进行定义,并从整体性角度,基于图论提出网络连通率;从微观细节的角度,提出渗流节点数、渗流失效率、节点承载力、渗流阻尼参数.从定义和实际出发,提出假设条件,建立模型,设定仿真场景.最后,根据仿真流程图,使用Matlab 仿真.根据仿真结果,定性定量分析不同节点度节点突发状况和不同节点承载系数对危险品运输网络节点失效渗流鲁棒性的影响.     

开关电源全桥变换器的协同控制

为解决开关电源全桥变换器的非线性控制问题,将协同控制方法引入全桥变换器的控制器设计中,提出开关电源全桥变换器的协同控制方法。给出全桥变换器的数学模型,针对全桥变换器自身特点,定义新型宏变量以缩短系统动态响应时间;导出系统协同控制律,考虑系统对输入电压变化的鲁棒性,对控制律添加补偿量进行修正,提高系统控制精度,使得系统对输入电压和负载电阻的变化具有良好的抑制作用,Simulink仿真结果验证了该方法的有效性。     

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煤炭运输网络是包括铁路、公路、水路运输等多种方式的复杂网络,处于动态、开放的环境中并受各种不确定因素影响.为了更好地测度煤炭运输网络抵御破坏的能力,提高煤炭运输网络的结构鲁棒性,本文基于煤炭运输网络特性,在分析影响结构鲁棒性的内部和外部因素的基础上,定义了煤炭运输网络的结构鲁棒性,建立了煤炭运输网络结构鲁棒性评价指标体系,并以山西煤炭运输网络为算例进行仿真分析.结果表明,煤炭运输网络对于边随机破坏和按照度攻击,表现出较好的里程可达鲁棒性和效能鲁棒性;随机攻击节点和按照度攻击节点时,网络的结构熵鲁棒性变化不明显;对网络进行攻击的同时以一定的概率修复网络,网络呈现出较好的恢复鲁棒性.     

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在铁路当前的运输组织模式下,编组站阶段计划鲁棒性和列车到达计划兑现率的矛盾十分突出. 为提高阶段计划的鲁棒性,本文运用随机规划方法,研究列车实际到达时刻随机条件下（相对于计划到达时刻）的阶段计划优化编制问题. 以最大化阶段计划在列车到达时刻随机扰动下保持最优的概率为目标,建立阶段计划随机相关机会规划模型. 并设计了随机模拟、禁忌搜索算法相结合的混合智能算法对模型进行求解. 算例结果表明,本文构建的模型能取得鲁棒性较高的阶段计划,能为阶段计划计算机编制提供辅助决策支持.     

船舶航向不对称信息理论与非线性逆推鲁棒控制算法

应用不对称信息理论和鲁棒控制算法简化非线性逆推算法, 针对非线性船舶航向保持系统, 设计了其Backstepping逆推控制器, 由非线性函数项和常规线性控制器组成, 将简化的Back-stepping法与闭环增益成形算法相结合, 设计其非线性鲁棒控制器。通过非线性鲁棒控制器的控制能够使船舶无超调、无静差地跟踪设定航向, 调节时间为600 s, 符合船舶航行的实际情况, 控制效果良好; 当系统增加干扰后, 系统的控制输出除了因干扰产生的抖动外, 其跟踪性能仍然较好, 航向输出无静差, 说明控制器具有一定的鲁棒性; 是否全部对消非线性项, 对其控制效果相差不大, 说明当模型发生参数摄动时, 系统的控制性能仍能保证。     

Vehicle dynamic estimation with road bank angle consideration for rollover detection: theoretical and experimental studies

This article describes a method of vehicle dynamics estimation for impending rollover detection. This method is evaluated via a professional vehicle dynamics software and then through experimental results using a real test vehicle equipped with an inertial measurement unit. The vehicle dynamic states are estimated in the presence of the road bank angle (as a disturbance in the vehicle model) using a robust observer. The estimated roll angle and roll rate are used to compute the rollover index which is based on the prediction of the lateral load transfer. In order to anticipate the rollover detection, a new method is proposed in order to compute the time-to-rollover using the load transfer ratio. The used nonlinear model is deduced from the vehicle lateral dynamics and is represented by a Takagi–Sugeno (TS) fuzzy model. This representation is used in order to take into account the nonlinearities of lateral cornering forces. The proposed TS observer is designed with unmeasurable premise variables in order to consider the non-availability of the slip angles measurement. Simulation results show that the proposed observer and rollover detection method exhibit good efficiency.     

兼顾鲁棒性的多目标焊点自适应优化方法

电阻点焊是白车身制造过程中主要的装配工艺手段,其数量和布置会对白车身动刚度和静刚度产生很大的影响,但这两种影响并不总是一致的。因此,在以同时提升动/静刚度为目标的焊点优化中,需要一种能够兼顾动刚度和静刚度的指标,同时还要确保生产中的工业鲁棒性,使焊点设计方案实施效果不会轻易受到焊点制造缺陷的影响。本文中提出了一种以焊点及相邻单元应变能为基础,兼顾动刚度性能和静刚度性能的焊点优化决策指标,并利用该指标,构建了高效的鲁棒性分析方案,从而形成了一种多目标的焊点自适应优化方法,能实现同时考虑多种性能指标和鲁棒性的焊点优化过程。该方法被应用于某款轻型客车白车身焊点的性能优化和鲁棒性分析,并通过试验验证了其有效性。