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关键词

可持续发展 35

人工智能 26

增材制造 24

神经网络 21

机器学习 20

遗传算法 19

创新 16

发展 14

数值模拟 14

管理 14

技术创新 12

智能制造 12

肠道菌群 12

COVID-19 11

DX桩 10

优化 10

工程 10

三峡工程 9

中国 9

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基于扩展干扰观测器的电液执行器的模糊阻抗控制 Regular Papers-Research Articles

Ming-jie LI, Jian-hua WEI, Jin-hui FANG, Wen-zhuo SHI, Kai GUO

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第9期页码 1221-1233 doi: 10.1631/FITEE.1800155

摘要：在本文中，我们同时处理遭受外干扰及参数不确定影响的单出杆电液执行器的速度控制和力控制。在某些应用中，速度控制和力控制两者都有要求。阻抗控制和扩展干扰观测器的结合可以解决该问题。阻抗控制可调节执行器的速度和输出力之间的动态关系，有助于执行器与作用环境或者工件间避免冲击和保持合适的接触力。阻抗规则参数可由模糊算法调节。扩展干扰观测器被用于补偿外部干扰和参数不确定性，实现精确的速度跟踪。为扩展干扰器的开发，提出精确的负载力动力学模型。分析了系统稳定性。实验数据表明所提控制算法具有高精度速度跟踪性能，同时具有良好的力调节能力，在工程机械和装配中具有较大应用前景。

关键词：模糊控制；阻抗控制；干扰观测器；参数不确定性；电液执行器

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输入时滞分数阶(0<α<1)奇异系统的观测器控制 Research Article

李丙新1,2,赵相飞1,2,张雪峰3,赵新1,2,4

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第12期页码 1862-1870 doi: 10.1631/FITEE.2200294

摘要：本文研究输入时滞分数阶（0<α<1）奇异系统的观测器控制问题。基于史密斯预测器和逼近误差，有输入时滞的系统近似等价于无输入时滞的系统。进一步地，基于线性矩阵不等式方法，提出基于观测器控制的充要条件。因此，本文改进了基于严格线性矩阵不等式的条件。最后，通过数值算例和直流电机实例说明了基于严格线性矩阵不等式的条件的有效性。

关键词：基于观测器的控制；奇异系统；分数阶；输入时滞；线性矩阵不等式

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基于改进级联观测器的永磁同步电机智能分数阶积分滑模控制 Research Articles

肖玲斐1,2,马磊明3,黄欣浩1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第2期页码 328-338 doi: 10.1631/FITEE.2000317

摘要：提出一种基于改进级联观测器的智能分数阶积分滑模控制（FOISMC）策略。首先，针对永磁同步电机设计了分数阶积分滑模控制器，该控制器有良好跟踪性能，具有强鲁棒性，且能有效削弱抖振。所提策略结合了积分能消除稳态跟踪误差和分数阶微积分灵活的优点。其次，提出一种改进的级联观测器，能获得较小的转子信息观测误差。所设计级联观测器结合了自适应滑模观测器和扩展高增益观测器。此外，利用改进的变速灰狼优化算法优化控制器参数。最后，在综合考虑模型不确定性和外部干扰的情况下，通过仿真和实验验证了所提策略的有效性。

关键词：永磁同步电机；分数阶积分滑模；优化算法；无传感器控制；观测器

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一种用于交流永磁同步电机位置控制的带有扩展状态观测器的快速积分滑模控制器 Research Articles

姜俊峰1,2,周晓军1,2,赵维3,李伟3,张文东4

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第8期页码 1119-1266 doi: 10.1631/FITEE.1900298

摘要：交流永磁同步电机在位置控制中得到广泛应用。然而由于内部不确定性和外部载荷干扰，其性能经常不能满足需求。为提高交流永磁同步电机系统的控制性能，提出一种具有快速响应能力和强鲁棒性的方法。首先，设计一个改进的积分终端滑模控制器，该控制器具有快速滑模面和连续的趋近律。然后采用扩展状态观测器测量内部和外部扰动，从而用前馈补偿方式抵消干扰。与其他滑模控制算法相比，该方法响应快速，并具更强的鲁棒性抵抗系统干扰。同时，控制系统位置跟踪误差能在有限时间内收敛至0。仿真和实验结果表明，该方法具有快速响应和强鲁棒性，并保证高精度控制。

关键词：交流永磁同步电机；滑模控制器；扩张状态观测器；鲁棒控制；运动控制

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针对主动磁悬浮轴承干扰抑制的一类结合迭代学习控制与干扰观测器的解决方法 None

Ze-zhi TANG, Yuan-jin YU, Zhen-hong LI, Zheng-tao DING

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第1期页码 131-140 doi: 10.1631/FITEE.1800558

摘要：针对主动磁悬浮轴承系统，传统迭代学习控制可实现高精度轨迹跟踪，但系统扰动必须限定为不随迭代变化。基于目前方法，提出一种抑制主动磁悬浮轴承系统中随迭代变化的不匹配扰动方法。在该方案中，结合经典迭代学习控制和普适性扩张观测器，在使用输出反馈信息情况下，可在每次迭代过程中估计并抑制外界变化干扰。分析证明了整个闭环系统的收敛性，同时，仿真结果表明，相比传统迭代学习控制，该控制方法轨迹跟踪性能更加优良。

关键词：主动磁悬浮轴承；迭代学习控制；干扰观测器

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基于无速度传感器直接转矩控制自抗扰交流调速研究

戴巨川, 吴新开,文丽

《中国工程科学》 2009年第11卷第4期页码 91-95

摘要：

在感应电机直接转矩控制(DTC)调速系统中，常规PID速度调节器在电机受到扰动的情况下，需要花费较长时间才能使电机恢复到稳态值。为此，将一种新型的自抗扰控制器(ADRC)引入感应电机直接转矩控制调速系统中，设计速度ADRC调节器代替PID调节器，基于模型参考自适应控制（MRAS）方法设计速度观测器。对比分析了PID与ADRC两种方案下无速度传感器直接转矩控制交流调速系统性能。仿真试验结果表明，采用ADRC后，系统动态响应更快，抗扰动能力更强，在电机参数摄动的情况下，电机运行速度与指令速度偏差更小。

关键词：直接转矩控制自抗扰控制速度观测器无速度传感器感应电机

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再论常增益非线性自适应观测器：恒化器系统的应用 Research Articles

Jorge A. TORRES1, Arno SONCK1, Sergej ČELIKOVSKÝ2, Alma R. DOMINGUEZ3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第1期页码 1-140 doi: 10.1631/FITEE.2000368

摘要：本文研究非线性系统的常增益自适应观测器；对一些特殊情况，有效的解决方案很少。针对具有线性输入的非线性系统，介绍一种常增益渐近观测器，使得当输入扰动和输出间满足严格正实的条件时，可以利用线性矩阵不等式工具设计观测器。所设计的观测器被应用于一大类非线性恒化动态系统，这类系统广泛应用于发酵工艺、细胞培养、医学等。事实上，基于标准的实际假设，存在必要的恒化器状态坐标变换，允许运用常增益观测器。最后，利用极大螺旋藻污水处理设施中估计污染物浓度的例子验证所提理论方法。

关键词：非线性观测器；自适应观测器；坐标变换；恒化器；污染观测

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利用勒让德多项式同步两种不同的混沌系统及其在安全通信中的应用 None

Saeed KHORASHADIZADEH, Mohammad-Hassan MAJIDI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第9期页码 1180-1190 doi: 10.1631/FITEE.1601814

摘要：提出一种新的由状态反馈控制器和鲁棒控制项组成的混沌同步控制器，采用勒让德多项式补偿不确定性，还考虑截断错误。由于正交函数定理，勒让德多项式可逼近任意小的近似误差的非线性函数。因此，勒让德多项式可取代模糊系统和神经网络来估计和补偿控制系统中的不确定性。勒让德多项式具有比模糊系统和神经网络更少的调整参数，它的调整过程更为简单。与模糊系统的参数类似，使用从稳定性分析获得的自适应规则在线估计勒让德系数。假设主系统和从系统分别是Lorenz混沌系统和Chen混沌系统。安全通信系统需要基于观测器同步，因为主系统通过信道只发送一个状态变量。讨论了使用基于观测器同步获得其他状态变量的方法。仿真结果表明该方法的有效性。与模糊滑模控制器的比较表明，所提的控制器表现出优异的瞬态响应。此外，解释了安全通信问题，并测试了安全通信中控制器的性能。

关键词：基于观测器同步；混沌系统；勒让德多项式；安全通信

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带有预设性能的高阶多输入多输出非线性系统自适应跟踪控制 Research Articles

王雪娆1,2,王庆领1,2,孙长银1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第7期页码 986-1001 doi: 10.1631/FITEE.2000145

摘要：本文针对一类不确定多输入多输出非线性系统提出一种基于观测器的自适应预设性能跟踪控制策略，同时考虑了系统中可能存在的不确定性。为估计被控系统中的不确定性以及外部扰动，本文构建了一类新颖的有限时间神经网络干扰观测器。此外，为保证系统可以达到预设性能，采用一类误差转换方法，可以将时变约束转换为一种等价的非时变约束。随后，基于障碍李雅普诺夫函数以及反步方法，提出一种基于观测器的跟踪控制策略。经证明，本文所设计的控制方法可以使闭环系统所有信号实现有界，跟踪误差满足预设的时变性能指标。最后，无人机系统数值仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

关键词：自适应跟踪控制；预设性能；输入饱和；干扰观测器；神经网络

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基于可观测节点信息的控制器局域网节点可靠性评估 Article

Lei-ming ZHANG, Long-hao TANG, Yong LEI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第5期页码 615-626 doi: 10.1631/FITEE.1601029

摘要：基于控制器局域网的总线技术广泛应用于网络化制造系统。网络作为系统的信息通道，其可靠性对系统的吞吐量、产品质量以及工作人员的安全至关重要。然而，由于节点内部状态的不可访问性，因此使用节点内置的错误计数器值直接评估控制器局域网节点的可靠性是难以进行的。本文提出一种新颖的控制器局域网节点可靠性评估方法，该方法使用节点脱离总线时间作为可靠性测度。基于网络错误日志和错误计数器值可访问的可观测节点信息，该方法可以估计网络中节点的发送错误计数器值。首先，本文基于分段马尔科夫链建立了估计节点发送错误计数器值的模型，该模型考虑了网络中错误分布的稀疏特性。其次，通过学习可观测节点的模型估计值和实际测量值之间的偏差，建立了贝叶斯网络以表述可观测节点的模型估计值更新机制。然后，将该更新机制应用到网络中发送错误计数器值不可访问的节点，完成其模型估计值的更新。

关键词：控制器局域网；发送错误计数器；发送错误计数器值估计；贝叶斯网络；脱离总线时间

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有向通信拓扑下具有姿态同步跟踪预设性能的多无人机分散式容错协同控制 Regular Papers

Zi-quan YU, Zhi-xiang LIU, You-min ZHANG, Yao-hong QU, Chun-yi SU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第5期页码 685-700 doi: 10.1631/FITEE.1800569

摘要：针对多无人机在有向通信拓扑中遭遇执行器故障问题，提出一种分散式容错协同控制方案。首先，利用神经网络对无人机模型中的固有非线性项和执行器效率下降故障所引起的未知非线性项进行估计。其次，引入干扰观测器对神经网络估计偏差和执行器偏差故障进行估计。再次，设计可反映神经网络和干扰观测器复合估计能力的预测偏差，并将该预测偏差集成至所设计的容错协同控制方案中，以提升复合估计能力。最后，利用预设性能函数对姿态同步跟踪偏差进行变换，实现同步跟踪偏差预设性能控制。该控制方案的一个关键特征是多无人机本身的非线性项和与执行器故障有关的非线性项可被神经网络、干扰观测器、预测偏差组成的复合估计器较好地估计。另一个关键特征是姿态同步跟踪偏差被严格约束在预设性能界限内。仿真结果表明所设计控制方案有效。

关键词：容错控制；分散式控制；预设性能；无人机；神经网络；干扰观测器；有向拓扑

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不确定二阶非线性多智能体系统时变编队跟踪控制 None

Jian-wen XU, Kaoru OTA, Mian-xiong DONG, An-feng LIU, Qiang LI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第12期页码 1546-1557 doi: 10.1631/FITEE.1800519

摘要：研究了含未知非线性动态和外界干扰的二阶多智能体系统时变编队跟踪控制问题。在所考虑的时变编队跟踪控制中，每个跟踪者在完成预设编队的同时，需要跟踪领导者轨迹。将未知非线性动态和外界干扰视为每个多智能体的扩张状态，并设计扩张状态观测器对扩张状态进行在线观测。在此基础上，提出基于扩张状态观测器的时变编队跟踪控制协议。理论分析表明，所设计的时变编队跟踪控制协议能够保证观测器观测误差和多智能体系统时变编队跟踪误差收敛至任意小。最后，将所设计的时变编队跟踪协议应用于无人机目标合围问题，验证了该方法的有效性。

关键词：多智能体系统；时变编队；编队跟踪；非线性动态；扩张状态观测器

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具有外部干扰和障碍物的无人机编队分布式博弈策略 Research Article

袁洋1,邓亦敏1,罗斯达2,段海滨1,3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第7期页码 1020-1031 doi: 10.1631/FITEE.2100559

摘要：本文研究了具有外部干扰和障碍物的无人机编队分布式博弈策略，该策略基于分布式模型预测控制（MPC）框架和基于Levy飞行的鸽群优化算法（LFPIO）。首先，提出一种非奇异快速终端滑模观测器（NFTSMO）估计无人机受扰动的影响，并利用Lyapunov函数证明该观测器在固定时间内收敛。其次，设计一种基于拓扑重构的避障策略，使无人机能够以较小能量消耗安全通过障碍物。然后，建立一个分布式MPC框架，该框架中每架无人机仅与邻居交换消息，通过设计分布式MPC代价函数，将无人机编队问题转化为博弈问题，并利用基于Levy飞行的鸽群优化算法求解纳什均衡。最后，利用数值仿真对比实验验证所提策略的有效性。

关键词：分布式博弈策略；无人机；分布式模型预测控制；基于Levy飞行的鸽群优化算法；非奇异快速终端滑模观测器；避障策略

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基于多模型融合驱动的锂离子动力电池荷电状态和容量联合估计研究 Article

熊瑞, 王榘, Weixiang Shen, 田金鹏, 穆浩

《工程（英文）》 2021年第7卷第10期页码 1471-1484 doi: 10.1016/j.eng.2020.10.022

摘要： style="font-size:12.0pt">锂离子动力电池（LIB）已成为各种电动载运工具的首选电源系统在全气候全寿命周期运行的电动载运工具中，锂离子电池的能量管理需要实时准确估计电池的荷电状态（SOC）和容量。本文提出了一种多阶段模型融合算法可协同估计SOC和容量。首先，基于正态分布假设，利用模型在不同老化状态下的残差均值和方差计算权重，建立参数稳定的融合模型。其次，将具有预测性的微分增益引入比例-积分观测器（PIO）以提高收敛速度。再次，将多阶段融合模型与比例-积分-微分观测器（PIDO）结合，建立了一种融合算法，可实现复杂应用环境下SOC和容量的协同估计。然后，讨论了融合算法的收敛性和抗噪性能。最后，搭建硬件在环平台，验证了融合算法的性能。不同老化状态和温度下的验证结果表明，融合算法可以实现SOC和容量的高精度协同估计，误差分别在2%和3.3%以内。

关键词：荷电状态容量估计模型融合比例-积分-微分观测器硬件在环

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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。