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融合改进人工蜂群的UKF算法研究
1
作者 刘建娟 李志伟 +2 位作者 姬淼鑫 吴豪然 李浩 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第11期10-17,共8页
针对无迹卡尔曼滤波(UKF)算法在状态估计时异常系统噪声协方差矩阵影响滤波性能的问题,提出一种利用改进人工蜂群优化UKF的算法。首先,在UKF算法过程中引入IABC算法对系统噪声协方差矩阵寻优选择,从而实现自适应调节系统噪声协方差矩阵... 针对无迹卡尔曼滤波(UKF)算法在状态估计时异常系统噪声协方差矩阵影响滤波性能的问题,提出一种利用改进人工蜂群优化UKF的算法。首先,在UKF算法过程中引入IABC算法对系统噪声协方差矩阵寻优选择,从而实现自适应调节系统噪声协方差矩阵,提高估计精度;其次,对传统ABC算法采用Circle混沌初始化策略,增加人工蜂群初始种群的多样性;同时采用偏好随机游动策略,平衡算法的开发与探索能力,增强算法的稳定性;最后,通过动态扰动因子策略增强算法后期寻找最优解的能力,提高收敛速度,进一步优化算法性能。实验结果表明,相较于ABC算法,IABC算法在寻优性能上有明显提升。同时,通过对比UKF算法和IABC-UKF算法,验证了IABC-UKF算法的可行性,其位置均方根误差不大于1.4 m,表明该算法滤波效果较好且误差波动小,能够有效提高估计精度。 展开更多
关键词 无迹卡尔曼滤波 系统噪声协方差矩阵 人工蜂群算法 偏好随机游动 动态扰动因子
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多策略改进粒子群优化AGV模糊PID控制
2
作者 刘建娟 吴豪然 +1 位作者 姬淼鑫 李志伟 《机床与液压》 北大核心 2024年第9期44-51,60,共9页
为解决AGV在复杂环境下控制精度低下、响应速度慢和鲁棒性差等问题,提出一种基于改进粒子群优化模糊PID控制方法。在粒子群算法(PSO)引入Logistic混沌映射对种群进行初始化,其次对惯性权重和学习因子进行非线性控制更新,提升种群寻优能... 为解决AGV在复杂环境下控制精度低下、响应速度慢和鲁棒性差等问题,提出一种基于改进粒子群优化模糊PID控制方法。在粒子群算法(PSO)引入Logistic混沌映射对种群进行初始化,其次对惯性权重和学习因子进行非线性控制更新,提升种群寻优能力和避免陷入局部最优;选取9个测试函数验证改进PSO算法效果。仿真结果表明改进PSO在寻优精度和收敛速度都优于其他3种算法,而且不易陷入局部最优。最后对被控系统进行效果验证,结果表明改进PSO优化模糊PID控制器在常规和外部干扰两种环境下控制性能都优于传统PID和模糊PID,具有高可靠性、高控制精度,满足系统要求。 展开更多
关键词 鲁棒性 PID控制 模糊控制 粒子群算法
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基于六向搜索A^(*)算法的移动机器人路径规划
3
作者 刘建娟 李海博 +2 位作者 刘忠璞 姬淼鑫 许强伟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第9期6-10,共5页
针对移动机器人利用传统A^(*)算法在复杂环境中进行路径规划时,存在着扩展节点数多导致的搜索效率低,以及路径平滑性不足等问题,提出了一种基于六向搜索的A^(*)算法。首先,在传统A^(*)算法启发函数的基础上利用曼哈顿距离进行加权,减少... 针对移动机器人利用传统A^(*)算法在复杂环境中进行路径规划时,存在着扩展节点数多导致的搜索效率低,以及路径平滑性不足等问题,提出了一种基于六向搜索的A^(*)算法。首先,在传统A^(*)算法启发函数的基础上利用曼哈顿距离进行加权,减少了算法的搜索时间和扩展节点数;其次,对传统A^(*)算法搜索策略进行改进,提出一种六向搜索策略,进一步减少算法扩展节点数,并同时提升路径平滑性;最后,利用路径平滑策略来对规划出来的路径进行平滑处理。实验结果表明,基于六向搜索的A^(*)算法在不同地图规模的仿真环境中都能获得较高的搜索效率,且扩展节点数更少、转折角度更小、更有利于移动机器人的路径规划。 展开更多
关键词 路径规划 改进A~*算法 移动机器人 曼哈顿距离 搜索邻域
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基于空间相关性增强的无人机检测算法
4
作者 张会娟 李坤鹏 +3 位作者 姬淼鑫 刘振江 刘建娟 张弛 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期468-479,共12页
针对无人机(UAV)体积小、复杂背景下特征难以提取导致被误检和漏检的问题,提出基于自适应上采样和空间相关性增强的无人机小目标检测方法.采用多尺度的空洞卷积获取重要的上下文信息,然后通过注意力特征融合模块抑制多尺度特征融合造成... 针对无人机(UAV)体积小、复杂背景下特征难以提取导致被误检和漏检的问题,提出基于自适应上采样和空间相关性增强的无人机小目标检测方法.采用多尺度的空洞卷积获取重要的上下文信息,然后通过注意力特征融合模块抑制多尺度特征融合造成的信息冲突;采用亚像素卷积和双线性插值自适应融合的新上采样方式,融合更多无人机特征信息,同时平衡计算量;对深层特征图的空间局部特征和全局特征采用空间相关性增强策略,提高复杂背景下前景目标的敏感度,增强目标表达和抑制背景噪声.在自制无人机数据集上进行消融实验和对比实验,与原始YOLOv5算法相比,本算法的m AP0.5和m AP0.5∶0.95分别提高了2.4%和2.7%,检测速度能够达到58.5帧/s;在VisDrone2019数据集上进行验证,本算法较YOLOv5算法的mAP0.5和mAP0.5∶0.95分别提高了4.6%和1.3%. 展开更多
关键词 无人机(UAV) 小目标检测 特征融合 自适应上采样 空间相关性增强
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基于带相移角双输入陷波器的磁悬浮转子转速估计方法
5
作者 张会娟 郭萌 +2 位作者 薛佳奇 姬淼鑫 刘建娟 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第7期1170-1178,1214,共10页
针对磁悬浮转子在主动振动抑制过程中需要获取转子的实时转速信息,而某些情况下存在转速传感器失效或无法安装转速传感器的问题,提出了一种带相移角双输入陷波器的磁悬浮转子转速估计方法。首先,对磁悬浮转子进行了动力学建模,建立了转... 针对磁悬浮转子在主动振动抑制过程中需要获取转子的实时转速信息,而某些情况下存在转速传感器失效或无法安装转速传感器的问题,提出了一种带相移角双输入陷波器的磁悬浮转子转速估计方法。首先,对磁悬浮转子进行了动力学建模,建立了转子广义坐标系和传感器坐标系的变换关系;然后,经过理论推导验证了该算法可以利用转子径向两通道位移输出相互正交的特性,准确估计出转子的转速,并在调整相移角后于整个转速范围内实现了转速估计的目的;此外,为了提高转速估计的准确性,在转速估计中加入了一阶惯性环节;最后,在磁轴承平台上进行了实验验证,尤其是对于磁悬浮转子转速极低的情况进行了验证。研究结果表明:该算法在2400 r/min和3000 r/min转速下的收敛时间分别提升了0.21 s和4.01 s,精度提高了87.4%,当转速发生变化时最快仅需0.15 s即可响应变化,且在极低速时仍可完成对转速的估计;该算法能够实现对转子转速的快速高精度估计。 展开更多
关键词 磁轴承平台 转子主动振动抑制 转子实时转速信息 转速估计算法 转子动力学建模 转速传感器
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基于改进和声搜索算法的移动机器人调度
6
作者 刘忠璞 刘建娟 +1 位作者 姬淼鑫 许强伟 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第20期8558-8567,共10页
为了提高药物管理系统中移动机器人集群调度的速度和精度,建立一种以移动机器人为载体的集群调度模型,并采用离散-连续双映射编码方式进行调度编码。为了提高调度算法解算性能,提出一种融合最优估计优化方法的改进和声搜索(improved har... 为了提高药物管理系统中移动机器人集群调度的速度和精度,建立一种以移动机器人为载体的集群调度模型,并采用离散-连续双映射编码方式进行调度编码。为了提高调度算法解算性能,提出一种融合最优估计优化方法的改进和声搜索(improved harmony search,IHS)算法,结合最优迭代和有向搜索进行调度最优搜索,提高算法的计算速度和精度;根据全局最优和声进行自适应带宽调整和全随机交叉变异,扩大算法搜索范围和样本多样性,提高算法搜索和计算全局最优解的能力;同时,使用标准测试函数进行改进算法在连续区间上的验证,效果良好。对比试验结果表明,同一测试条件下,所提改进算法和对照算法相比具有更加优异的最优解搜索能力,调度结果精确度均有不同程度提高。可见,IHS算法对于优化自动药物系统调度系统性能具备良好的效果。 展开更多
关键词 药物管理系统 移动机器人 集群调度 和声搜索(HS)算法
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基于模糊控制蚁群算法的移动机器人路径规划 被引量：11
7
作者 刘建娟 刘忠璞 +2 位作者 张会娟 袁航 姬淼鑫 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第1期20-24,共5页
AGV(automated guided vehicle)等移动机器人在不同环境,特别是复杂环境中的路径规划存在着算法收敛速度慢、收敛路径冗余节点多的问题。为克服上述问题,提出一种基于改进蚁群算法的全局路径规划算法(FOACO)。首先,引入一种新的信息素... AGV(automated guided vehicle)等移动机器人在不同环境,特别是复杂环境中的路径规划存在着算法收敛速度慢、收敛路径冗余节点多的问题。为克服上述问题,提出一种基于改进蚁群算法的全局路径规划算法(FOACO)。首先,引入一种新的信息素初始化分布规则,提高初始信息素的启发作用;同时,在传统蚁群算法的信息素更新策略中引入模糊控制器和收敛状态信息素增量参数,来提高信息素更新效果和启发作用;引入新的自适应调整信息素权重因子和蒸发率规则,进一步提高算法的收敛速度和最优路径搜索能力;引入几何优化算法进行冗余节点的去除和最短路径的更新优化,动态更新最终路径。实验结果表明,在不同仿真环境,FOACO算法可以有效地减少最优路径搜索的迭代次数,加快算法收敛速度,进一步优化路径冗余节点、缩短最优路径,整体效果优于传统蚁群算法。 展开更多
关键词 路径规划 蚁群算法 模糊控制 自适应调整 几何优化
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基于BLDCM驱动故障容错切换后的转矩脉动抑制 被引量：3
8
作者 白国长 姬淼鑫 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2019年第3期279-285,共7页
为了抑制无刷直流电机驱动故障容错切换后的转矩脉动,在传统容错状态工作特性的基础上,提出了一种准Z源网络三相四开关逆变器的容错方法.通过故障相的诊断分析,设计了基于准Z源网络三相四开关逆变器的容错拓扑结构.利用MATLAB模拟故障... 为了抑制无刷直流电机驱动故障容错切换后的转矩脉动,在传统容错状态工作特性的基础上,提出了一种准Z源网络三相四开关逆变器的容错方法.通过故障相的诊断分析,设计了基于准Z源网络三相四开关逆变器的容错拓扑结构.利用MATLAB模拟故障容错状态,并建立了模拟遁甲钻井系统中无刷直流电机的控制系统实验平台进行实验验证.实验结果与仿真结果具有一致性,验证了准Z源网络三相四开关逆变器的容错方法在抑制转矩脉动,减小电机抖动和噪声上的可行性和有效性. 展开更多
关键词 无刷直流电机 转矩脉动 传统容错 诊断 准Z源网络 三相四开关 逆变器 容错拓扑
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一种自适应粒子滤波的零速修正方法 被引量：2
9
作者 郭宇扬 徐向波 姬淼鑫 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期427-433,共7页
针对卡尔曼滤波方法处理非线性非高斯模型滤波精度低,以及标准粒子滤波中粒子退化严重的问题,提出一种自适应粒子滤波的零速修正方法。将自适应阈值与粒子滤波结合,从而提高重采样的效率;重采样过程中引入退化系数判断粒子退化程度,对... 针对卡尔曼滤波方法处理非线性非高斯模型滤波精度低,以及标准粒子滤波中粒子退化严重的问题,提出一种自适应粒子滤波的零速修正方法。将自适应阈值与粒子滤波结合,从而提高重采样的效率;重采样过程中引入退化系数判断粒子退化程度,对粒子进行二次采样,保证了粒子的多样性。为了验证所提算法的有效性和可行性,搭建了以惯性测量单元IMU(inertial measurement unit)为核心的硬件平台,利用IMU采集的数据建立系统的状态空间模型,并进行实验。结果表明,与卡尔曼滤波方法和经典粒子滤波方法相比,自适应粒子滤波方法在零速区间的定位精度分别提高了40.6%和19.4%。自适应粒子滤波APF(adaptive particle filter)能更好地修正导航误差,提高行人轨迹精度。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 自适应阈值 二次采样 粒子滤波 实验 零速修正 算法
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