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期刊信息/Journal information
控制与决策
控制与决策

张嗣瀛　王福利

月刊

1001-0920

kzyjc@mail.neu.edu.cn

024-83687766

110819

沈阳东北大学125信箱

控制与决策/Journal Control and DecisionCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊创刊于1986年,由教育部主管,东北大学主办.本刊是自动控制与决策领域的综合性学术期刊,大16开,月刊,经邮局发行.本刊是研究生教育中文重要期刊,中文核心期刊,并已进入美国Ei等几大检索系统.本刊的影响因子历年在信息与系统类期刊中名列前茅.连续两年被评为百种中国杰出学术期刊.
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    基于视觉语义与激光点云交融构建的SLAM算法

    佟国峰杨宇航彭浩孟祥政...
    103-111页
    查看更多>>摘要：激光雷达作为同时定位与地图构建(SLAM)传感器之一，因精度高、性能稳定等特点而被广泛研究使用。但其获得的点云数据较稀疏，包含特征信息少，会导致误匹配、位姿估计误差大等问题，影响SLAM的定位和建图精度。对此，提出一种将视觉语义信息与激光点云数据融合的SLAM算法(VSIL-SLAM)。首先，基于投影思想将聚类后的点云映射到语义检测框内，生成语义物体，解决原始激光点云特征稀缺问题;然后，在形状特征的基础上引入拓扑特征对语义物体进行表述，提出基于匹配的拓扑相似性度量方法，解决单一特征造成的误匹配问题，提高匹配准确度;最后，加入语义物体点到点的几何约束，基于几何特征和语义物体构建前端里程计，并完成后端回环检测和位姿图优化设计。实验结果表明，所提出算法在定位和建图效果上都有显著提高，改善了激光SLAM算法的性能。

    视觉语义信息点云聚类融合算法拓扑相似性度量前端里程计激光SLAM

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    多臂空间机器人稳定抓取力分配和柔顺控制策略

    陈钢黄泽远江涛李彤...
    112-120页
    查看更多>>摘要：针对影响多臂抓取稳定性的接触力不平衡和接触振动问题，提出多臂空间机器人力分配和柔顺控制策略。首先，分析满足多臂稳定抓取的力学条件，基于摩擦锥约束设计抓取力安全系数，并将其引入力优化模型进行抓取力分配，实现目标物体稳定抓取条件下受力最小;然后，分析抓取过渡过程的振动成因，设计基于动能消耗的末端输出力控制策略实现快速振动抑制和柔顺抓取;最后，设计机械臂末端控制律切换策略，一旦在抓取过渡过程中发生接触脱离可引导其快速返回物体表面。仿真结果表明，所提出方法提升了稳定抓取安全裕度，显著降低了机械臂末端的振动幅值、持续时间和接触力，提升了空间机器人多臂抓取目标操作的稳定性和柔顺性。

    多臂空间机器人稳定抓取力分配柔顺控制振动抑制动能消耗

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    基于宽度学习系统的气动波纹管驱动器无模型跟踪控制

    赵诗影闫泽孟庆鑫肖怀...
    121-128页
    查看更多>>摘要：针对一款具有波纹管外形的充气伸长型气动软体驱动器(简称"气动波纹管驱动器")，提出一种基于宽度学习系统的无模型跟踪控制方法，使该驱动器有效跟踪期望轨迹。首先，介绍气动波纹管驱动器结构，以及气动波纹管驱动器整体实验平台工作原理。根据驱动器实时位置信息提出一种基于宽度学习系统的跟踪控制方法，受PID跟踪控制方法中积分项作用的启发，所提出控制方法不仅采用系统跟踪误差作为宽度学习系统的输入之一，还将跟踪误差对时间的积分项作为另一输入以消除期望轨迹与实际轨迹间的恒定偏差。然后，采用宽度学习系统计算得到控制气压，同时，利用基于梯度下降法的学习律在线调整宽度学习系统权值，进而减小驱动器跟踪误差。最后，通过实验验证所提出方法的有效性。所提出方法无需建立驱动器模型，能够简化控制器设计步骤，且与深度神经网络控制方法相比，能在避免计算量过大的前提下实现较高的跟踪控制精度。

    气动软体驱动器气动波纹管驱动器软体机器人宽度学习系统无模型跟踪控制梯度下降

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    基于改进集员滤波的港口自动跨运车状态估计方法

    林爽张依恋丁宗贺牛王强...
    129-136页
    查看更多>>摘要：针对自动跨运车状态估计问题，设计改进的集员滤波算法，在未知有界噪声环境下，获取自动跨运车实时运动状态的估计信息。首先，将自动跨运车运动学模型进行线性化处理，同时考虑其转向因素和侧倾因素，得到车辆的动力学线性模型;其次，将可能存在的内外部扰动建模为未知有界噪声，进而设计改进的集员滤波器，通过获取状态椭球域实现对自动跨运车运动参数的状态估计，同时给出改进的集员滤波算法;最后，通过仿真实验验证所提出算法的可行性和有效性。实验结果表明，所提出的改进集员滤波算法具有良好的状态估计性能。

    集员滤波器未知有界噪声自动跨运车状态估计线性离散时变系统车辆动力学

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    含时延和丢失数据不确定系统的FIR滤波器

    朱亚萌赵顺毅栾小丽刘飞...
    137-142页
    查看更多>>摘要：针对状态空间模型中存在服从伯努利分布的时延和随机观测丢失的情况，基于极大似然法则，分别设计有限脉冲响应(finite impulse response，FIR)滤波器的慢速率批处理形式和快速率迭代形式。首先，将时延和数据丢失情况下的模型表述为服从伯努利分布的概率线性函数;然后，通过极大似然处理从而得到所提出极大似然FIR算法;最后，将在相同条件下的极大似然FIR估计、改进型卡尔曼滤波以及无偏FIR估计3种滤波方法进行对比，从估计误差、均方根误差和不确定性影响等角度进行比较分析。实验部分通过3-DOF直升机模型仿真，可发现所提出极大似然FIR估计方法在处理时延和数据丢失问题时更加有效，鲁棒性更高。

    状态估计时延和数据丢失伯努利分布卡尔曼无偏FIR极大似然FIR

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    智能车辆路径跟踪控制方法

    李学鋆汪怡平苏楚奇宫新乐...
    143-150页
    查看更多>>摘要：为了提高智能车辆路径跟踪控制器的可靠性和控制精度，提出一种基于误差动力学模型的路径跟踪控制方法。基于车辆运动学模型和动力学模型建立系统误差动力学模型，并在此基础上推导出车辆路径跟踪控制的稳态控制律，利用李雅普诺夫稳定性理论验证稳态控制律的正确性。为了减小外部干扰对控制性能的影响，提高控制器的可靠性，进一步设计基于车辆侧向位移误差的瞬态控制律，并利用李雅普诺夫稳定性理论验证闭环系统的稳定性。稳态控制律和瞬态控制律构成了非线性的路径跟踪控制器。通过与车辆路径跟踪常用的线性控制器和非线性控制器对比验证所提出控制方法的有效性，线性控制器选用LQR控制器，非线性控制器选用Stanley控制器。仿真结果表明，与LQR控制器相比，所提出控制方法的路径跟踪控制精度、抗干扰性和可靠性更好。与Stanley控制器相比，所提出控制方法具有更好的路径跟踪控制精度和控制收敛速度，且在大曲率路径跟踪过程中具有更好的可靠性。

    智能汽车路径跟踪误差动力学模型非线性控制器

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    基于滤波器的浸入与不变自适应控制

    陈伟胡健姚建勇聂伟荣...
    151-160页
    查看更多>>摘要：针对机电伺服系统存在参数不确定、未建模动态及时变扰动这一问题，提出一种基于滤波器的浸入与不变自适应算法，该算法能够准确估计伺服系统中的未知参数。首先，构造系统状态及回归函数的滤波器，再根据滤波后的辅助变量构造参数估计器;然后，依据浸入与不变理论设计参数估计器中的辅助函数，从而保证参数估计误差的收敛性。此外，为了进一步降低集总扰动对系统闭环性能的影响，提出一种扰动观测器，这种扰动观测器结构简单，并且能保证估计误差的渐近稳定，从而有效地补偿系统中的未建模动态和外部扰动。最后，利用Lyapunov理论分别证明了参数估计器、扰动观测器及闭环系统的稳定性，仿真与实验结果验证了所提出的自适应方法及扰动观测器的有效性。

    浸入与不变扰动观测器机电伺服系统自适应控制状态滤波器渐近稳定

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    马尔科夫链通信拓扑下的车辆队列最优能耗控制

    闫茂德君萌萌左磊
    161-170页
    查看更多>>摘要：针对马尔科夫链通信拓扑下的车辆队列控制问题，综合考虑车辆队列的非线性动力学模型和行驶能耗优化目标，提出一种基于分布式状态观测器的车辆队列能耗优化控制方法。由于在马尔科夫链通信拓扑下，部分车辆获取的邻居车辆信息具有动态切换特性，严重影响了车辆队列控制算法的有效性和稳定性。鉴于此，首先，设计一种用于估计领航车辆状态信息的状态观测器，有效避免通讯拓扑切换对队列控制系统造成的干扰;然后，结合车辆的非线性动力学模型与队列优化目标，构建一种基于指数折扣函数的车辆队列能耗优化框架，将车辆队列的能耗优化问题转化为Riccati方程的求解问题，进而得到车辆队列的最优能耗控制输入，在此基础上，通过构造动态通信拓扑下的李雅普诺夫函数，分析车辆队列控制系统的稳定性条件，即只要每个可能的通信拓扑均需包含一个以领航车辆为根的有向生成树，就可使得该车辆队列控制系统满足稳定性和队列稳定性;最后，通过数值仿真验证所提出控制算法的可行性和有效性。

    最优控制车辆队列动态拓扑马尔科夫链状态观测器非线性动力学

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    结构未知系统降维辨识方法—-变量消去算法

    陈晶程连元李俊红朱全民...
    171-179页
    查看更多>>摘要：针对结构未知的系统提出一种新的降维辨识方法。借助核函数方法，利用一个高维Volterra模型逼近未知系统。由于Volterra模型未知参数维数较高，为避免高阶矩阵求逆和求特征值，提出变量消去算法，将高维系统的辨识问题转化为两个低维系统辨识问题。通过理论证明采用降维算法后降维系统信息矩阵条件数变小，参数收敛速度得到提高。进一步引入Aitken加速方法提高算法收敛速度，增强算法对步长的鲁棒特性。最后通过仿真例子验证所提出方法的有效性。

    参数估计降维算法变量消去算法Volterra模型结构未知系统矩阵条件数

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    饱和非时齐泊松失效过程下网络系统连边交互机理分析

    杜永军张攀蔡志强
    180-188页
    查看更多>>摘要：给定由若干连边和节点组成的网络系统，为了有效、经济地提升整个网络的可靠性，一些耦合的2条连边关于整个网络失效的交互机理需要加以分析。首先，采用饱和非时齐泊松过程刻画连边的失效过程，基于组合计数的思想，导出2条连边处于4种不同状态的概率公式，并结合2条连边的联合D-谱，发展联合失效重要度的计算公式，用于分析2条连边关于网络失效的交互机理。理论分析表明，当时间t趋于0或趋于无穷大时，2条连边的交互效果越来越微弱。然后，由于精确的计算联合失效重要度的值是NP-难问题，设计蒙特卡洛近似算法求其值。最后，提供一个路网的算例，其数值结果表明，所提出联合失效重要度计算方法能够有效地阐释2条连边关于网络失效的交互机理。

    网络可靠性饱和非时齐泊松过程联合失效重要度交互机理蒙特卡洛

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