一种非线性全驱动MIMO系统的自抗扰控制方法

    公开(公告)号:CN110286589A

    公开(公告)日:2019-09-27

    申请号:CN201910505241.4

    申请日:2019-06-12

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公布了一种全驱动MIMO系统的自抗扰控制方法,其特征在于:利用统一的线性扩张状态观测器(LESO)对系统中的耦合部分、非线性部分及扰动部分进行估计,通过根据扩张状态观测器的观测结果及控制目标设计合适的控制律,实现系统各环节的自抗扰控制;通过将LESO的带宽与由系统硬件决定的迭代步长相关联,将3m个LESO的增益转化为由系统硬件决定的常量;通过将反馈控制量增益与Hurwitz稳定矩阵的特征值配置相关联,将2m个待确定的反馈控制增益转化为一个待整定参数。本发明用一个LESO解决了MIMO系统的状态观测问题,用一个线性控制器(LSEF)实现了MIMO系统各状态量的控制,将复杂的参数整定过程变成易实施的单参数调整,使得控制器结构简单、紧凑,参数整定容易、工作量小。

    作业时间固定且刚柔性冲击最优的加加速度优化方法

    公开(公告)号:CN117170243A

    公开(公告)日:2023-12-05

    申请号:CN202311307639.X

    申请日:2023-10-10

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公布了作业时间固定且刚柔性冲击最优的加加速度优化方法,其特征在于:首先,构造8段中心不同的光滑tanh函数,通过叠加组合成具有统一表达式、连续可微、且能通过表达式中参数控制加速、匀速、减速过程的加加速度轨迹;然后,根据系统的额定速度、额定加速度和额定加加速度,确定系统运行到目标位置所耗的最小时间,并将其和给定时间进行比较,若给定时间大于最小时间,则以系统的刚柔性冲击最优为目标,以在给定时间准确到达目标位置,及系统的额定速度、加速度、加加速度为约束条件,建立冲击最优的加加速度轨迹优化模型,通过求解得出冲击最优的加加速度轨迹,使系统在规定时间、以最优的刚/柔性冲击安全平稳到达目标位置。

    一种列车车载单目视觉测速方法
    13.
    发明公开

    公开(公告)号:CN117074713A

    公开(公告)日:2023-11-17

    申请号:CN202310171720.3

    申请日:2023-02-27

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于车载单目视觉的列车测速方法,该方法包括:通过车载单目相机实时采集列车运行前方的环境图像,使用金字塔式LK光流算法计算相邻图像帧间的光流图,并输入至以GoogLeNet为原型的速度分类网络来感知列车速度特征,输出实时列车速度值。该速度分类网络在GoogLeNet基础上,通过引入通道注意力机制和扩充优化前级网络层次来增强特征提取能力。本发明应用成本低,具有较优的鲁棒性和测速精度,能够助力智能列车测速系统的发展。

    少测点工况下列车车轴裂纹定位方法

    公开(公告)号:CN110617978B

    公开(公告)日:2021-07-06

    申请号:CN201910888486.X

    申请日:2019-09-19

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明一种少测点工况下列车车轴裂纹定位方法,仅利用车轴两端的振动数据实现裂纹的轴向定位,对运行态列车测点有限的特殊工况下的状态监测具有重要促进作用;该方法建模过程不需获取实际载荷谱,仅需建立车轴的振动轴向传递模型,构建不同轴向位置、不同激励频率时的轴端幅值比值库,从而基于振动轴向传递模型构建轴端振动响应幅值比数据库,通过实测的含裂纹轮对振动响应轴端幅值比与构建的幅值比数据库相匹配,仅利用轴两端的振动数据实现轮轴裂纹的轴向定位,因此建模可行性高;该方法本质上仅利用转轴的振动轴向传递固有特性,而车轴等轴系的振动轴向传递固有特性的求解理论成熟,因此该方法具有较高的鲁棒性。

    一类欠驱动多输入多输出系统的集中式自抗扰控制方法

    公开(公告)号:CN109976150B

    公开(公告)日:2020-12-18

    申请号:CN201811433628.5

    申请日:2018-11-28

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 肖友刚 卢浩 韩锟

    Abstract: 本发明公布了一类欠驱动多输入多输出系统的集中式自抗扰控制方法,其特征在于:将欠驱动系统分为直接驱动部分和间接驱动部分,根据直接驱动部分的当前状态和目标状态,设计直接驱动部分的虚拟控制量;利用统一的扩张状态观测器对欠驱动部分的扰动和不确定部分进行统一估计并补偿,并设计间接驱动部分的虚拟控制量;将直接和间接驱动部分的虚拟控制量有机组合后形成综合控制量,实现了欠驱动系统的集中控制;运用Lyapunov方法将控制系统的反馈控制增益和系统误差方程中Hurwitz稳定矩阵极点配置相关联,保证了系统的稳定性,也将待整定的控制系统增益集中为极点配置一个参数;整个控制系统结构紧凑,鲁棒性和抗干扰能力强、参数整定容易,具有通用性。

    一种频谱校正方法
    16.
    发明公开

    公开(公告)号:CN110471018A

    公开(公告)日:2019-11-19

    申请号:CN201910888489.3

    申请日:2019-09-19

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明利用变窗长方法,求解得到系列幅值、频率和相位。根据主瓣中心与最近谱线的距离随窗长变化的原理,选取不同窗长的窗函数进行截断,获得多组FFT变换结果,则最近谱线相对于主瓣中心的位置将会存在规律性的接近和远离。理论上,只要遍历各种窗函数长度,最近谱线与主瓣中心的距离就可以无限接近。此时,最大幅值对应的谱线位置即与主瓣中心最近,即最接近幅值真值,并且主瓣中心与最近谱线的距离为零均值的分布。因此,可以将系列频率值的均值作为校正的频率值,将系列幅值的最大值作为校正的幅值,将系列相位的均值作为校正的相位值。本发明频率值、幅值和相位值三者的校正过程相互独立,任一一者的校正误差,不会传递并影响其他两者。

    一种高阶连续的点对点运动轨迹规划方法

    公开(公告)号:CN111708976B

    公开(公告)日:2023-08-29

    申请号:CN202010430731.5

    申请日:2020-05-20

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公布了一种高阶连续的点对点运动轨迹规划方法,其特征在于:根据点对点运动的特点,利用双曲正切函数设计包含加速和部分匀速段、且变化率可调的光滑连续曲线S1,及包含部分匀速和减速段、且变化率可调的光滑连续曲线S2,将曲线S1和S2在中点进行衔接,形成包含加速、匀速及减速段的S型曲线,并将S型曲线与跟踪微分器结合,生成速度、加速度和加加速度始终有界,能准确收敛至目标点,且加速、减速阶段的快慢程度、匀速阶段的最大速度可按需调整、高阶连续的点对点运动轨迹,具有结构简单、光滑、冲击强度可控、各阶段状态可调、适用范围广等优点。

    储能型高速重载列车及其滚动试验系统

    公开(公告)号:CN115963740A

    公开(公告)日:2023-04-14

    申请号:CN202310045875.2

    申请日:2023-01-30

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 李蔚 韩锟 张文璐

    Abstract: 本发明公开了一种储能型高速重载列车及其滚动试验系统,构建储能型列车控制与牵引动力学试验台,改变传统外部供电、列车控制与牵引动力学试验松耦合模式,构建储能系统模组、直流变换模组、高压电容支撑模组、传动模组、牵引驱动模组、辅助系统模组、可控升降桥架及引导轨模组、实时通信的信息处理及控制模组,基于轨道运行线路参数及列车的牵引/制动特性控制牵引滚动实验台滚动轮的运行,实现列车在地面滚动实验台上模拟真实环境的线路运行工况,并适应高速、重载列车牵引控制运行试验或不同线路条件的运行测试。

    基于人体姿态动态特征的跌倒行为识别方法

    公开(公告)号:CN112115827B

    公开(公告)日:2022-06-07

    申请号:CN202010938639.X

    申请日:2020-09-09

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公布了一种基于人体姿态动态特征的跌倒行为识别方法,其特征在于:对单目摄像头采集的人体RGB图像信息进行处理,得到人体姿态关键点,构建代表人体主躯干及腿部的姿态向量;计算人体主躯干及腿部的偏移角及身长比例,将其作为表征人体倾斜姿态的关键动态量,将多个人体关键动态量整合为人体倾向姿态特征符及人体稳定姿态特征符,描述人体状态变化;以参考模板向量对比、下肢稳定性能量值及状态分值构成特征向量,应用SVM完成跌倒识别二分类,联合人体下降姿态动态特征阈值判断提高人体跌倒行为识别准确率与精确度;本发明实现了基于单目RGB摄像机的人体跌倒识别,且不受人体穿着衣物等外部因素影响,鲁棒性和性价比好。

    一种非线性全驱动MIMO系统的自抗扰控制方法

    公开(公告)号:CN110286589B

    公开(公告)日:2020-12-18

    申请号:CN201910505241.4

    申请日:2019-06-12

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公布了一种全驱动MIMO系统的自抗扰控制方法,其特征在于:利用统一的线性扩张状态观测器(LESO)对系统中的耦合部分、非线性部分及扰动部分进行估计,通过根据扩张状态观测器的观测结果及控制目标设计合适的控制律,实现系统各环节的自抗扰控制;通过将LESO的带宽与由系统硬件决定的迭代步长相关联,将3m个LESO的增益转化为由系统硬件决定的常量;通过将反馈控制量增益与Hurwitz稳定矩阵的特征值配置相关联,将2m个待确定的反馈控制增益转化为一个待整定参数。本发明用一个LESO解决了MIMO系统的状态观测问题,用一个线性控制器(LSEF)实现了MIMO系统各状态量的控制,将复杂的参数整定过程变成易实施的单参数调整,使得控制器结构简单、紧凑,参数整定容易、工作量小。

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