本文研究的主要内容是在存在缺失观测值和含有异常值的系统输出数据情况下,如何识别具有未知调度变量的线性参数变化(Linear Parameter Varying, LPV)系统。在实际的控制系统中,由于环境干扰、传感器故障或其他因素的影响,经常会遇到观测数据缺失和数据污染的情况,这会严重影响模型的准确性和控制系统的性能。因此,为了解决这一问题,文章提出了一种鲁棒的全局方法。 文章首先指出,在过去的几年里,非线性过程识别领域受到了广泛关注,因为它在实际工业过程建模中扮演着关键角色。简单而准确的数学模型对于基于模型的控制器设计非常重要。在文献中,为了得到复杂非线性过程的高阶和复杂结构方程,通常会使用传统的建模方法,如基于第一原理的建模方法、黑箱建模方法等。然而,这些方法存在缺点和困难,特别是对于复杂系统,模型的建立往往非常复杂。 针对上述问题,文章提出了一种参数插值的LPV自回归外生(Autoregressive Exogenous, ARX)模型,该模型考虑了具有未知调度变量的情况。调度变量的动态被描述为非线性状态空间模型。在该方法中,不仅考虑了缺失观测值下的异常值处理,同时也考虑了未知调度变量的估计问题。为了处理异常值,基于学生t分布建立了一个鲁棒的LPV模型。此外,为了从不完整的数据集中估计出真实的调度变量,文章采用了粒子滤波(particle smoother)方法。 文章的算法最终是在期望最大化(Expectation-Maximization,EM)算法框架下推导出来的。同时,文章也推导出了用于估计LPV ARX模型和调度变量动态模型未知参数的公式。为了展示所提出方法的有效性,文中使用了一个数值示例和一个化学过程实例。 文章还介绍了一些背景知识,比如LPV系统建模的重要性和实际应用价值。在控制系统领域,能够有效地识别并建模LPV系统,对于设计鲁棒的控制系统以及预测系统性能具有重大意义。LPV系统模型在描述和处理系统参数随时间变化时具有天然的优势,因此在航空、汽车以及其他动态变化显著的领域应用广泛。特别是在系统参数随外部调度变量变化的情况下,如温度、压力等因素变化引起的参数变化,LPV模型能够更加准确地描述这些变化。 由于观测数据的缺失和异常值是实际应用中常见且棘手的问题,因此本研究提出的方法对于提高模型的鲁棒性和准确性具有重要意义。鲁棒的全局方法不仅需要在数学上具有坚实的基础,也需要在实际应用中具有足够的灵活性和效率,这需要研究者在理论和实践两个方面均进行深入的研究和开发。 总结来说,这篇文章针对在观测数据不完整和系统输出数据存在异常值的情况下如何识别LPV系统提出了新的方法,并通过理论推导和实例验证了该方法的有效性。该研究不仅在理论上具有一定的深度,同时对于实际工业过程控制和模型预测控制领域也有着重要的应用价值。
2025-06-24 18:32:53 3.12MB 研究论文
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在控制系统研究领域,线性系统的分析与设计一直是核心课题之一。线性系统的状态观测器是该领域中的一个基本概念,它能够估计或重构系统的内部状态,这对于系统监控、故障诊断、状态反馈控制等多方面都有重要的意义。特别是当系统受到未知输入干扰时,设计能够观测到这些未知输入的观测器就显得尤为重要。本文所讨论的“未知输入观测器”(Unknown Input Observer, UIO)就是为了这个目的而设计的。 未知输入观测器设计理论最初在1960年代被提出,它的主要思想是利用系统的已知输出来估计系统的未知输入。这一理论在控制领域具有重要的研究价值,尤其是在面对动态系统参数不确定性、外部扰动、执行器故障等问题时,它能够帮助我们抑制或重构这些未知输入对系统造成的影响。因此,它被广泛应用于故障检测与隔离、基于观测器的控制策略等众多领域。 然而,传统的未知输入观测器设计往往需要满足所谓的“观测器匹配条件”(Observer Matching Condition, OMC)。这一条件要求未知输入与系统的动态特性有一定的匹配关系。在实际应用中,许多线性系统的未知输入并不满足这一匹配条件。为了解决这一问题,本研究提出了一种新的辅助输出构造方法。这种方法不依赖于未知输入的相对阶,因此突破了传统观测器设计中的限制。 在提出辅助输出构造方法之后,作者将原始系统转化为一个增维的线性描述系统,这个新系统不包含未知输入项。针对这种系统转化,文章详细讨论了一系列等价的前提条件。这些条件是为了确保系统转化后能够通过观测器设计来估计原系统状态与未知输入。 具体来说,本文采用的Luenberger观测器设计方法,目的是为了同时估计原系统的状态和未知输入。Luenberger观测器是一种经典的观测器设计方法,它通过引入一个辅助动态来对系统状态进行估计。在此基础上,本文还结合使用了高阶滑模微分器来估计辅助输出中的未知信号。滑模微分器是一种能够在有限时间内收敛到系统内部状态的微分器,其高阶特性使得它在处理系统噪声和未建模动态方面具有更好的鲁棒性。 为了验证所提出设计方法的有效性,文章采用了一个单连杆柔性机械手模型进行数值仿真。仿真结果证明了这一方法在未知输入不满足匹配条件时,依然能够有效地估计系统状态和未知输入。 本文的关键技术点包括: 1. 不满足观测器匹配条件时的未知输入观测器设计方法。 2. 提出与未知输入相对阶无关的辅助输出构造方法。 3. 将原系统转化为不含未知输入的增维线性描述系统。 4. 使用Luenberger观测器进行状态和未知输入的估计。 5. 利用高阶滑模微分器估计辅助输出中的未知信号。 6. 通过数值仿真验证设计方法的有效性。 通过这些知识点,我们可以了解到在面对不满足传统观测器匹配条件的线性系统时,如何设计和应用未知输入观测器来应对实际问题。这种设计方法不仅扩展了传统观测器的应用范围,也提高了系统的鲁棒性和观测器设计的灵活性。
2025-06-19 14:36:53 1.14MB 研究论文
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传统A*算法与创新版对比:融合DWA规避障碍物的仿真研究及全局与局部路径规划,1.传统A*算法与改进A*算法性能对比?改进A*算法融合DWA算法规避未知障碍物仿真。 算法经过创新改进,两套代码就是一篇lunwen完整的实验逻辑,可以拿来直接使用 改进A*算法做全局路径规划,融合动态窗口算法DWA做局部路径规划既可规避动态障碍物,又可与障碍物保持一定距离。 可根据自己的想法任意设置起点与终点,未知动态障碍物与未知静态障碍物。 地图可更改,可自行设置多种尺寸地图进行对比,包含单个算法的仿真结果及角速度线速度姿态位角的变化曲线,仿真图片丰富 绝对的高质量。 ,关键词:A*算法; 改进A*算法; 算法性能对比; 融合DWA; 局部路径规划; 全局路径规划; 障碍物规避; 地图设置; 仿真结果; 姿态位角变化曲线。,"改进A*算法与DWA融合:全局路径规划与动态障碍物规避仿真研究"
2025-05-09 00:18:58 898KB
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基于改进A*算法融合DWA算法的机器人路径规划MATLAB仿真程序(含注释) 包含传统A*算法与改进A*算法性能对比?改进A*算法融合DWA算法规避未知障碍物仿真。 改进A*算法做全局路径规划,融合动态窗口算法DWA做局部路径规划既可规避动态障碍物,又可与障碍物保持一定距离。 任意设置起点与终点,未知动态障碍物与未知静态障碍物。 地图可更改,可自行设置多种尺寸地图进行对比,包含单个算法的仿真结果及角速度线速度姿态位角的变化曲线,仿真图片丰富 在现代机器人技术研究领域中,路径规划算法是实现机器人自主导航与移动的关键技术之一。路径规划旨在使机器人从起点出发,通过合理的路径选择,避开障碍物,安全高效地到达终点。随着算法的不断发展,人们在传统的路径规划算法基础上提出了诸多改进方案,以期达到更好的规划效果。在这些方案中,改进的A*算法与动态窗口法(DWA)的结合成为了研究热点。 A*算法是一种广泛使用的启发式搜索算法,适用于静态环境下的路径规划。它基于启发信息估计从当前节点到目标节点的最佳路径,通过优先搜索成本最小的路径来达到目标。然而,A*算法在处理动态环境或者未知障碍物时存在局限性。为此,研究者们提出了改进A*算法,通过引入新的启发式函数或者优化搜索策略,以提升算法在复杂环境中的适应性和效率。 动态窗口法(DWA)则是一种局部路径规划算法,它通过在机器人当前速度空间中选取最优速度来避开动态障碍物。DWA通过评估在一定时间窗口内,机器人各个速度状态下的路径可行性以及与障碍物的距离,以避免碰撞并保持路径的最优性。然而,DWA算法通常不适用于长距离的全局路径规划,因为其只在局部窗口内进行搜索,可能会忽略全局路径信息。 将改进A*算法与DWA结合,可以充分利用两种算法的优势,实现对全局路径的规划以及对局部动态障碍物的即时响应。在这种融合策略下,改进A*算法用于全局路径的规划,设定机器人的起点和终点,同时考虑静态障碍物的影响。在全局路径的基础上,DWA算法对局部路径进行规划,实时调整机器人的运动状态,以避开动态障碍物。这种策略不仅保持了与障碍物的安全距离,还能有效应对动态环境中的复杂情况。 此外,该仿真程序还具备一些实用功能。用户可以自行设定地图尺寸和障碍物类型,无论是未知的动态障碍物还是静态障碍物,仿真程序都能进行有效的路径规划。仿真结果会以曲线图的形式展现,包括角速度、线速度、姿态和位角的变化,同时提供了丰富的仿真图片,便于研究者分析和比较不同算法的性能。这些功能不仅提高了仿真程序的可用性,也增强了研究者对算法性能评估的直观理解。 改进A*算法与DWA算法的融合是机器人路径规划领域的一个重要进展。这种融合策略通过全局规划与局部调整相结合的方式,提升了机器人在复杂和动态环境中的导航能力,使得机器人能够更加智能化和自主化地完成任务。随着算法研究的不断深入和技术的不断进步,未来的机器人路径规划技术将会更加成熟和高效。
2025-04-14 15:03:42 2.89MB edge
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MATLAB基于卡尔曼滤波的锂蓄电池SOC设计 用自适应卡尔曼滤波方法,基于锂离子动力电池等效电路模型,在未知干扰噪声环境下,在线估计电动汽车锂离子动力电池荷电状态 (SOC)。 采用基本卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波方法估计电池SOC时,?一般假定噪声为零均值白噪声,且噪声方差已知。 在噪声确定的情况下,基本卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波方法的估计效果很好,但实际上白噪声不存在。 重述: 使用自适应卡尔曼滤波方法,MATLAB基于锂离子动力电池的等效电路模型设计了一种在线估计电动汽车锂离子动力电池荷电状态(SOC)的方法,以解决未知干扰噪声的环境下的问题。 在估计电池SOC时,采用了基本卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波方法。通常假设噪声为零均值白噪声且噪声方差已知。虽然基本卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波方法在噪声方差确定的情况下有很好的估计效果,但实际情况下不存在白噪声。 涉及的 - 锂蓄电池 - 卡尔曼滤波 - SOC(State of Charge,荷电状态) - 锂离子动力电池 - 等效电路模型 相关 1. 锂蓄电池:锂蓄电池是一种充电电池,利用锂离子在正负极之间移动,并在充放电
2024-12-29 19:01:13 65KB matlab
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未知变电站scd文件,可供大家研究参考
2024-12-27 09:12:55 5MB
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matlab改变代码颜色MDL4OW 的源代码和注释: 刘胜杰,石谦和张良培。 使用多任务深度学习的未知类的少量快照高光谱图像分类。 IEEE TGRS,2020年。 接触: 代码和注释在此处发布,或检查 概述 普通:错误分类道路,房屋,直升机和卡车 以下是正常/封闭式分类。 如果您熟悉高光谱数据,您会发现培训样本中未包含某些材料。 例如,对于上方的图像(萨利纳斯山谷),道路和农田之间的房屋无法分类为任何已知类别。 但是,深度学习模型仍然必须分配标签之一,因为从不教它识别未知实例。 我们的工作:用黑色掩盖未知的事物 我们在这里所做的是,通过使用多任务深度学习,使深度学习模型具有识别未知事物的能力:那些被黑色掩盖的事物。 对于上方的图像(萨利纳斯山谷),农田之间的道路和房屋已成功识别。 对于下图(帕维亚大学校园),直升机和卡车被成功识别。 钥匙包 tensorflow-gpu==1.9 keras==2.1.6 libmr 在Windows 10的Python 3.6上测试 推荐Anaconda,Spyder 如何使用 高光谱卫星图像 输入图像的大小为imx×imy×通道。 卫星图像是标
2024-04-08 16:45:32 48KB 系统开源
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小米8基带 qcn 修复基带未知 nv已损坏
2024-02-02 20:01:11 127KB
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未测试 三星基带未知修复工具
2023-09-26 13:26:51 48.2MB 三星
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在本文中,解决了四旋翼传递未知时变有效载荷的鲁棒控制问题。 首先,建立了带有有效载荷的四旋翼飞行器模型。 有效载荷的动力学被视为干扰,并被添加到四旋翼模型中。 其次,为了增强系统的鲁棒性,使用扩展状态观察器(ESO)估计来自有效载荷的干扰,以进行反馈补偿。 然后,开发了一种针对多输入多输出(MIMO)系统的预测控制器,以降低由有效载荷的加载/丢失引起的突然变化所造成的影响。 最后,通过与传统的级联比例积分微分(CPID)方法和滑模控制(SMC)方法进行比较,验证了所开发方案的优越性。 仿真结果表明,CPID方法即使在姿态控制上也能达到满意的效果,但在姿态稳定方面却表现不佳,而SMC则表现出输入颤动现象。
2023-03-22 07:18:01 1.97MB 行业研究
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