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2006 152

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关键词

智能制造 52

人工智能 41

能源 38

可持续发展 35

农业科学 33

医学 25

增材制造 24

信息技术 22

工程管理 22

机器学习 22

绿色化工 20

数值模拟 19

神经网络 19

遗传算法 19

创新 16

发展 14

管理 14

建筑科学 13

环境 13

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一种基于仿生的机器蛇转向控制方法 None

Wenjuan OUYANG, Wenyu LIANG, Chenzui LI, Hui ZHENG, Qinyuan REN, Ping LI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第1期页码 32-44 doi: 10.1631/FITEE.1800554

摘要：提出一种基于仿生的机器蛇转向控制方法。分级控制方法灵感来自于脊椎动物生物运动系统。构建人工中枢模式发生器（CPG），驱动机器蛇产生可调蛇形运动。该发生器将协调所需的关节角度命令输出到每个较低级的执行控制器，而蛇形运动由更高级的运动控制器调制控制。设计结合小脑模型控制器（CMAC）和比例微分控制器（PD）控制机器蛇转向。得益于小脑模型控制器强大学习能力，所提方法可让机器蛇在转向控制中具有很强跟踪性和抗干扰性。PD控制器可加快运动控制器收敛速度。最后，仿真和实验验证了所提方法良好跟踪性和环境适应性。

关键词：机器蛇；中枢模式发生器；小脑模型控制器

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一种非侵入式的基于功耗的可编程逻辑控制器异常检测方案 Article

Yu-jun XIAO, Wen-yuan XU, Zhen-hua JIA, Zhuo-ran MA, Dong-lian QI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第4期页码 519-534 doi: 10.1631/FITEE.1601540

摘要：工业控制系统广泛应用于关键基础设施的建设中，关系到国计民生，因此，攻击者越来越多地将其作为攻击目标，并造成严重的破坏。可编程逻辑控制器（Programmable logic controller, PLC）作为工业控制系统中的核心组件，能够直接控制现场设备，一旦PLC中运行了恶意程序，则可能直接造成重大财产损失甚至是人员伤亡不幸的是，传统的入侵检测系统和杀毒软件并不能很好地保护PLC的安全，因此，针对PLC的有效的安全防护方案有待被研究。基于上述背景，本文提出了一种非侵入式的基于功耗的PLC异常检测方案。为了更好的分析功耗信息，本文首先从原始功耗数据中提取有效的特征值组合，然后利用正常样本来训练一个基于长短记忆（long short-term memory, LSTM）单元的神经网络模型，利用该模型对后续正常样本进行预测该方案的优点是无需对原工控系统的封装部分进行软硬件的修改，且无需负样本即可实现对未知攻击的检测。

关键词：工业控制系统；可编程逻辑控制器；边信道；异常检测；基于长短记忆单元的神经网络模型

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基于世界模型与图像表示的交通信号控制 Research Article

戴星原1,2,赵宸1,2,王晓3,吕宜生1,2,林懿伦4,王飞跃1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第12期页码 1795-1813 doi: 10.1631/FITEE.2200323

摘要：一个有效的预测模型对主动交通信号控制至关重要；其中预测什么交通状态，如何高精度预测，以及如何利用预测优化控制策略是主动交通信号控制研究的关键问题。本文使用车辆位置图像描述路口交通状态，同时受基于模型的强化学习方法DreamerV2的启发，引入基于学习的交通世界模型。该世界模型以图像序列描述交通动态，并作为交通环境的抽象替代以生成多步预测样本用于控制策略优化。在执行阶段，优化后的交通信号控制器根据交通状态的抽象表示直接实时输出控制指令，同时世界模型能够预测不同控制行为对未来交通状态的影响。实验结果表明，基于交通世界模型优化的控制策略的性能优于一般基准，并且世界模型实现了基于图像的高精度预测；这些结果显示了世界模型在未来交通信号控制中的应用前景。

关键词：交通信号控制；交通预测；交通世界模型；强化学习

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流程工业智能制造展望：过程系统工程师面临的挑战

Lockhart Bogle Ian David

《工程（英文）》 2017年第3卷第2期页码 161-165 doi: 10.1016/J.ENG.2017.02.003

摘要：

本文讨论了流程工业智能制造对过程系统工程(PSE) 研究人员提出的挑战。现有的研究在实现全厂和全站点优化方面已经取得了很大进展，进行基准化测试能够增加说服力。本文进一步讨论了过程系统工程师在开发可用工具和技术时遇到的技术性挑战，包括灵活性和不确定性，响应性和敏捷性，鲁棒性和安全性，混合物性质和功能的预测，以及新的建模和数学范式。利用大数据进行智能化开发来驱动系统灵活性需要面对新的挑战，例如，如何在漫长又复杂的供应链中确保数据的一致性和机密性。建模方面也存在很多挑战，涉及如何对所有的关键技术进行恰当的建模，特别是健康、安全和环境方面，需要在特定地点对微小却关键的量进行准确预测。对环境方面的关注要求我们紧密跟踪所有的分子种类，以便于它们能被最佳地用于创造可持续的解决方案。而源自于新型个性化产品的破坏性商业模式对环境的影响则难以预测。

关键词：智能制造过程系统工程不确定性灵活性优化基于模型的控制

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水库调度的最优控制模型与最大值原理求解方法

方强,王先甲,方德斌

《中国工程科学》 2007年第9卷第4期页码 55-59

摘要：

试图用最优控制理论来描述水库调度的连续变化特性，建立了水库调度的最优控制模型，用最大值原理给出了水库调度最优控制的必要条件，分析了不同条件和环境下水库调度最优控制策略和具体表示形式最后对某具体算例进行了分析，结果表明该方法是有效的。

关键词：水利管理最优控制模型最大值原理水库调度

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基于人工免疫算法的SVG电压外环控制器控制策略

杨建宁,孙玉坤,李自成,孙运全

《中国工程科学》 2007年第9卷第10期页码 30-35

摘要：

针对高维非线性电力系统复杂的控制对象，在静止无功发生器（SVG）的电压偏差-无功的控制方法上，采用人体免疫系统维持自身功能正常的机理，以稳定电力系统工作状态,提出基于人工免疫算法的SVG外环控制器控制策略。研究中识别电力系统中相应抗原物质的电压变动因素，细胞激活生成过程的模糊建模，运用Mamdani模糊推理和重心中心解模糊方法，得到内环控制所需要的无功参考值指令。通过单机双闭环控制的SVG控制器离线仿真，对三相对称短路故障后控制的影响分析，并与PI控制方式比较。结果表明，所提出的仿生免疫机理的控制方案对于SVG中动态无功调节过程和对电力系统稳定性的控制作用是有效的。

关键词：电力系统静止无功发生器类人体免疫反应模型李雅普诺夫能量函数

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时滞系统的辨识及NARMA模型的修正

王冬青

《中国工程科学》 2006年第8卷第2期页码 39-43

摘要：

对现有神经网络对非线性时滞系统的时滞辨识方法进行了补充说明和分析，同时指出现有的NARMA模型修正方法对时滞系统的不当之处。以时滞系统神经网络预测控制为例，介绍了NARMA模型的正确修正方法，仿真证明了所提出的修正方法能获得好的控制性能及抗干扰能力。

关键词：辨识 NARMA模型神经网络预测控制

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基于特征模型的全系数自适应磁悬浮储能飞轮控制算法鲁棒性研究 None

Xujun LYU, Long DI, Zongli LIN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第1期页码 120-130 doi: 10.1631/FITEE.1800606

摘要：基于特征模型的全系数自适应控制算法最近在一个磁悬浮轴承支承的高速储能飞轮实验平台实现。该控制算法是一个智能控制算法，它的设计不依赖于对象的数学模型，但能在控制过程中在线辨识特征模型。大量数值仿真和实验结果表明，此智能控制算法控制效果比原有μ综合控制算法更好，该μ综合控制算法最初在高速实验台上根据其抑制振动能力设计。大量仿真进一步证实此智能控制算法在考虑模型不确定性、外界扰动以及时滞情况下具有相当强鲁棒性。

关键词：智能控制；鲁棒性；不确定性；抗干扰；主动磁悬浮轴承；储能飞轮

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数据和模型驱动的可信系统国际研讨会

会议日期： 2019年08月19日

会议地点：英国

主办单位： De Montfort University, IEEE CIS, Dalian University

基于模型预测控制的多微电网系统能量管理 None

Ke-yong HU, Wen-juan LI, Li-dong WANG, Shi-hua CAO, Fang-ming ZHU, Zhou-xiang SHOU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第11期页码 1340-1351 doi: 10.1631/FITEE.1601826

摘要：为降低多微电网能量管理优化算法计算复杂度，提出一种基于模型预测控制能量优化管理方法。首先，采用分解协调实现供需平衡，协调多微电网系统剩余能量，使供电成本最小化。然后，根据多微电网潮流特性，建立能量管理模型并提出能量优化问题。接着，采用对偶分解法将优化问题分为两部分，引入基于全局优化的分布式预测控制算法，经过算法迭代与协调实现最优解。

关键词：微电网；能源管理；预测控制；可再生能源；可控能源

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三级倒立摆的云控制方法及动平衡模式

李德毅

《中国工程科学》 1999年第1卷第2期页码 41-46

摘要：

文章提出了定性和定量之间转换的云模型的形式化表示方法，用来反映语言值中蕴涵的模糊性和随机性，给出云发生器的生成算法，解释多条定性推理规则同时被激活时的不确定性推理机制。利用这种智能控制方法有效地实现了单电机控制的一、二、三级倒立摆的多种不同动平衡姿态，显示其鲁棒性，并给出了详细试验结果。研究成果不仅可用于对太空飞行器以及机器人控制，而且对揭示定性定量转换规律和策略具有普遍意义。

关键词：智能控制云模型定性推理倒立摆

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用于并网逆变器的改进三矢量无差拍模型预测直接功率控制策略 None

Chen-wen CHENG, Heng NIAN, Long-qi LI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第11期页码 1420-1431 doi: 10.1631/FITEE.1601874

摘要：用于并网逆变器的传统模型预测直接功率控制，在每个控制周期只使用一个逆变器电压矢量，导致并网电流和功率出现大量谐波分量，降低电能质量。为提高稳态性能，预测控制需要很高的采样频率，同时由于计算复杂，预测算法需要较长执行时间，二者存在矛盾。为解决这个问题，提出一种新的无差拍模型预测直接功率控制策略，在每个控制周期使用2个有效电压矢量和1个零电压矢量。采用三矢量策略保证开关频率恒定，提高电流和功率质量。不同于传统三矢量模型预测直接功率控制策略，该方法根据功率误差而非电网电压矢量位置选择三个矢量，保证矢量计算时间始终为正。同时，无需迭代计算，有利于在数字信号处理芯片上执行算法。最后，搭建1 kW逆变器实验平台，验证了该方法的有效性。

关键词：并网逆变器；模型预测控制；直接功率控制；三矢量；恒定开关频率；功率误差

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基于知识的多变量非线性系统变结构解耦控制

涂承媛,曾衍钧

《中国工程科学》 2001年第3卷第10期页码 48-52

摘要：

文章提出了一种基于知识的变结构解耦控制策略，并用于多变量非线性系统的控制，避免了传统解耦控制所必须的建模过程，特别是避免了相应的大量复杂的矩阵运算。阐述了其控制知识库中的一些模块，给出了其算法要点。提出的策略成功地用于一个3×3强耦合系统一三绕组加热标准温度源的恒温控制，得到了温度稳定性和温度均匀性都优于1℃的效果，这是传统方法用于该系统所无法实现的。

关键词：多变量非线性系统解耦控制基于知识的变结构解耦

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基于模糊数据融合的脉动真空灭菌控制系统设计

陈双叶

《中国工程科学》 2008年第10卷第7期页码 69-72

摘要：

以高性能单片机为核心，结合大规模可编程逻辑器件和在系统编程技术，设计了脉动真空灭菌控制系统的硬件和软件；采用模糊信息融合方法，设计了自适应模糊控制策略；针对包裹类灭菌物品，对系统进行了仿真试验研究，研究结果表明系统具有较好的控制效果和较强的抗干扰能力。

关键词：灭菌系统模糊控制单片机

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基于滑模控制的可拓控制器设计

陈珍源,翁庆昌

《中国工程科学》 2001年第3卷第9期页码 48-51

摘要：

根据滑模控制概念，提出一种新的可拓控制器。在控制策略设计上分为两个部分，第一个部分是根据系统已知部分设计滑模控制的等效控制，另一部分为鲁棒控制以解决系统的不确定性因素及外部干扰问题。首先，构造一基本可拓控制器，用所定可拓集的关联函数作为系统状态信息的评价指针，并在其中植入一组待调增益参数，经参数修正来综合滑模可拓控制的鲁棒控制（滑模的撞击控制），以保证系统的稳定性。最后以一个非线性控制系统的仿真为例来说明所设计的可拓控制器的控制性能。