单级倒立摆复合控制设计与实现 被引量：9

1

作者 侯涛 牛宏侠 董海鹰 《微计算机信息》 北大核心 2007年第01S期80-81,105,共3页

本文针对LQR控制在单级倒立摆控制中的不足,设计了一个LQR结合PID的复合控制。并在Borlandc语言环境下编写控制程序,成功实现倒立摆的控制,其控制效果比单一LQR控制的抗扰能力有明显提高。

关键词 倒立摆 复合控制 LQR PID

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基于PLC的矿井提升机交流变频调速系统 被引量：9

2

作者 金晓萍 邓志杰 +1 位作者 牛宏侠 朱正泽 《工矿自动化》 北大核心 2008年第4期101-103,共3页

文章介绍了基于PLC控制的矿井提升机交流变频调速系统的结构组成及其对提升机行程和速度进行测控的具体工作过程,阐述了PLC在系统中的作用、PLC的硬件组成及系统的软件流程。

关键词 矿井提升机 交流变频调速 PLC

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基于改进Radon变换的直线钢轨识别算法 被引量：7

3

作者 蒋超 牛宏侠 《铁道标准设计》 北大核心 2017年第4期19-22,共4页

针对传统Radon变换在直线轨道检测方面速度慢且不能从众多边缘直线中识别出钢轨,提出基于改进Radon变换的直线轨道识别算法。首先,通过阈值筛选的边缘点;其次,利用先验知识,建立极角约束域;然后通过Radon变换提取所有直线,再利用直线角... 针对传统Radon变换在直线轨道检测方面速度慢且不能从众多边缘直线中识别出钢轨,提出基于改进Radon变换的直线轨道识别算法。首先,通过阈值筛选的边缘点;其次,利用先验知识,建立极角约束域;然后通过Radon变换提取所有直线,再利用直线角度差和直线平均距离筛选出钢轨边缘直线;最后将本文算法与传统Hough变换算法和传统Radon变换算法的比较,实验结果显示本文算法能精准识别出钢轨,且速度更快。 展开更多

关键词 钢轨 HOUGH变换 RADON变换 边缘处理 直线检测

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基于数据驱动的高速列车速度复合控制研究 被引量：3

4

作者 侯涛 唐丽 牛宏侠 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期145-152,共8页

针对高速列车在外部干扰下的速度控制问题,本文提出基于Koopman算子的高速列车高维线性模型的建模方法,并设计一种结合扩张状态观测器(ESO)与基于Koopman算子的模型预测控制(K-MPC)的复合控制器(ESO-K-MPC)。利用扩展动态模式分解算法... 针对高速列车在外部干扰下的速度控制问题,本文提出基于Koopman算子的高速列车高维线性模型的建模方法,并设计一种结合扩张状态观测器(ESO)与基于Koopman算子的模型预测控制(K-MPC)的复合控制器(ESO-K-MPC)。利用扩展动态模式分解算法来近似无限维线性Koopman算子,建立具有动态非线性特性的高速列车动力学高维线性模型;引入模型预测控制,设计扩张状态观测器,对系统总扰动进行估计与补偿,构建基于ESO-K-MPC的高速列车速度控制系统,再设计控制器与控制算法;结合CRH3列车参数和郑西高铁华山北站—西安北站实际线路数据,分别在没有扰动和白噪声干扰下对设计的控制方法与算法进行仿真研究。仿真结果表明:基于Koopman的高速列车建模对位移与速度的预测精度相比于线性状态空间模型分别提高了83.86%与87.40%;ESO-K-MPC可以准确估计与补偿高速列车运行中受到的干扰,控制输出曲线与期望曲线几乎重叠,实现了列车运行期望曲线的高精度跟踪。 展开更多

关键词 铁路运输 Koopman算子 模型预测控制 高速列车 扩张状态观测器 速度控制

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倒立摆的双闭环解耦切换模糊控制设计与仿真 被引量：5

5

作者 侯涛 牛宏侠 《兰州交通大学学报》 CAS 2007年第1期29-31,共3页

针对多变量、非线性的倒立摆系统,设计了双闭环解耦切换模糊控制.在该方法中,对双闭环参数耦合实现了解耦,使角度环控制倒立摆的角度,位置环控制倒立摆小车的位置,降低了系统设计的难度和复杂度.最后,用MATLAB语言编写数字仿真程序,对... 针对多变量、非线性的倒立摆系统,设计了双闭环解耦切换模糊控制.在该方法中,对双闭环参数耦合实现了解耦,使角度环控制倒立摆的角度,位置环控制倒立摆小车的位置,降低了系统设计的难度和复杂度.最后,用MATLAB语言编写数字仿真程序,对所设计的方案进行数字仿真,仿真结果表明了方案的正确性和有效性. 展开更多

关键词 倒立摆 双闭环解耦 切换 模糊控制

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基于超声波传感器的液位控制实验研究 被引量：5

6

作者 牛宏侠 侯涛 《工业仪表与自动化装置》 2016年第4期71-74,共4页

该文在熟悉KNT-PGK3型高级过程控制实验装置的基础上,研究了基于超声波传感器的水箱液位控制。在现有实验设备与软件环境下,分别采用PID控制与模糊控制方法对实验台的水箱液位进行控制研究。实验过程中,先进行厂家参数PID控制实验,观察... 该文在熟悉KNT-PGK3型高级过程控制实验装置的基础上,研究了基于超声波传感器的水箱液位控制。在现有实验设备与软件环境下,分别采用PID控制与模糊控制方法对实验台的水箱液位进行控制研究。实验过程中,先进行厂家参数PID控制实验,观察分析控制效果,再结合实际的控制效果,优化调整PID参数,并将优化后的PID控制应用到液位控制实验中。通过分析实验结果找出不足,提出了模糊控制方法并设计了模糊控制器,再进行实验验证。由3种实验结果可知,优化参数PID控制改善了系统的动态性能与稳态性能,模糊控制方法取得了更好的控制效果。 展开更多

关键词 超声波传感器 PID控制 模糊控制 参数优化 实验研究

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改进Hough变换在直线铁轨图像边缘检测研究 被引量：5

7

作者 金炳瑞 牛宏侠 侯涛 《电视技术》 北大核心 2015年第10期17-19,27,共4页

针对铁路轨道数字图像处理中直线铁轨检测的快速有效问题,提出一种改进Hough变换直线铁轨检测方法。首先对图像进行小波提升,用经典的边缘检测Lo G算子进行图像的边缘检测;然后计算图像空间直线斜率重叠度来快速检测出直线;最后将图像... 针对铁路轨道数字图像处理中直线铁轨检测的快速有效问题,提出一种改进Hough变换直线铁轨检测方法。首先对图像进行小波提升,用经典的边缘检测Lo G算子进行图像的边缘检测;然后计算图像空间直线斜率重叠度来快速检测出直线;最后将图像转换到参数空间,计算局部极大值点,检测出直线。通过大量的仿真实验证明了该方法对直线铁轨检测的有效性和实用性。 展开更多

关键词 HOUGH变换 边缘检测 小波处理 直线检测

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变速积分PID控制在二容水箱系统的实验研究 被引量：5

8

作者 牛宏侠 侯涛 《自动化技术与应用》 2012年第9期4-6,共3页

针对大滞后、非线性的二容水箱实验系统,进行了变速积分PID控制研究。在该方法中,分析了变速积分PID控制,推导其控制算法,整定了相关参数。在MATLAB语言环境下编写三种PID控制程序,并将程序应用于二容水箱实验系统,从实验运行结果可见,... 针对大滞后、非线性的二容水箱实验系统,进行了变速积分PID控制研究。在该方法中,分析了变速积分PID控制,推导其控制算法,整定了相关参数。在MATLAB语言环境下编写三种PID控制程序,并将程序应用于二容水箱实验系统,从实验运行结果可见,变速积分PID控制比普通PID控制和积分分离PID控制效果都好,表明使用该控制方法的正确性和优越性。 展开更多

关键词 二容水箱 变速积分PID控制 普通PID控制 积分分离PID控制 参数整定 实验研究

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三电平逆变器SVPWM参考矢量区域快速判断研究 被引量：5

9

作者 张帅 牛宏侠 侯涛 《电机与控制应用》 北大核心 2015年第7期29-33,共5页

提出了一种基于60°坐标系的参考电压矢量区域判断方法。该算法可省去传统SVPWM算法中参考矢量区域判定过程中的大量三角函数运算,只需简单的加减和比较即可迅速得到该参考矢量所在区域的最近的3个空间矢量,缩短了在线计算时间,并... 提出了一种基于60°坐标系的参考电压矢量区域判断方法。该算法可省去传统SVPWM算法中参考矢量区域判定过程中的大量三角函数运算,只需简单的加减和比较即可迅速得到该参考矢量所在区域的最近的3个空间矢量,缩短了在线计算时间,并采用首发矢量为正小矢量的八段对称式SVPWM方案的单极性模式进行仿真。结果验证了该算法的正确性。 展开更多

关键词 二极管钳位式三电平逆变器 空间矢量调制 60°坐标系

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多尺度特征融合的铁轨异物入侵检测研究

10

作者 王楠 侯涛 牛宏侠 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期139-153,共15页

针对铁路轨道异物检测中不同尺度异物目标的检测易受复杂环境的影响,导致出现检测精度低及检测速度慢等问题,提出一种多尺度特征融合的铁轨异物检测(RMF-YOLO)算法。首先,设计并引入改进的卷积注意力模块(ICBAM),结合YOLOv7特征提取网络... 针对铁路轨道异物检测中不同尺度异物目标的检测易受复杂环境的影响,导致出现检测精度低及检测速度慢等问题,提出一种多尺度特征融合的铁轨异物检测(RMF-YOLO)算法。首先,设计并引入改进的卷积注意力模块(ICBAM),结合YOLOv7特征提取网络,以增强复杂场景下的特征提取能力。其次,在所有高效层聚合网络模块中采用GhostConv替代普通卷积层,以降低计算复杂度,提高特征输出效率;设计一种改进的加权双向特征金字塔网络N-BiFPN结构,加强多尺度特征融合能力,平衡不同层级特征信息,提高多尺度检测能力。最后,为进一步提升检测精度,采用WIoU损失函数结合动态非单调聚集机制,有效应对低质量锚框产生的梯度,提高模型对不同尺度异物检测的整体性能。实验结果表明:在自制的铁轨异物数据集上,RMF-YOLO算法减少了原网络模型的参数量,有效提升了模型的检测精度与检测速度,改善了漏检与误检问题,平均精度提升了5.5%,检测速度提升了5.88%,计算量减少了12.25%,能满足铁轨入侵异物检测中对检测精度和实时性的需求。 展开更多

关键词 铁轨异物检测 特征融合 多尺度 YOLOv7 损失函数

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改进MOG-LRMF的铁轨动态异物检测 被引量：4

11

作者 侯涛 伍海萍 牛宏侠 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期91-100,共10页

针对复杂铁路环境下动态入侵异物检测精度低和抗扰能力差等问题,提出一种基于改进MOG-LRMF算法的铁路轨道异物入侵实时检测方法.引入仿射变换,对视频序列可能出现的抖动进行预校正处理;分析MOG-LRMF模型特点,利用MOG模型对视频帧中的背... 针对复杂铁路环境下动态入侵异物检测精度低和抗扰能力差等问题,提出一种基于改进MOG-LRMF算法的铁路轨道异物入侵实时检测方法.引入仿射变换,对视频序列可能出现的抖动进行预校正处理;分析MOG-LRMF模型特点,利用MOG模型对视频帧中的背景进行建模,用前一帧背景中学习到的知识对当前帧背景进行预测,优化MOG-LRMF参数求解模型;利用EM算法对改进MOG-LRMF模型进行参数求解,实现背景在线实时更新.实验结果表明,改进的MOG-LRMF算法在光照充足、光线较弱、相机存在抖动、背景复杂及存在多个目标情形下都能提高目标检测精度,具有较好的抗干扰性、鲁棒性和快速性. 展开更多

关键词 信息技术 异物检测 改进MOG-LRMF 仿射变换 EM算法

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二容水箱的模糊自适应PID控制研究 被引量：4

12

作者 牛宏侠 侯涛 《自动化技术与应用》 2010年第12期9-11,共3页

针对大滞后、非线性的二容水箱实验系统,进行了模糊自适应整定参数的PID控制策略研究.在该方法中,设计了模糊自适应PID控制,推导控制算法,并在MATLAB语言环境下编写仿真控制程序,仿真运行结果表明控制方案的有效性和正确性。

关键词 二容水箱 模糊自适应PID控制 参数整定

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平面一级倒立摆的双闭环模糊控制研究 被引量：4

13

作者 侯涛 牛宏侠 《兰州交通大学学报》 CAS 2011年第4期11-14,20,共5页

针对多变量、非线性的平面倒立摆系统,设计了双闭环模糊控制.在该方法中,先将平面一级倒立摆系统进行近似分解成两个非耦合的独立运动,然后设计两个模糊控制器对两个独立运动分别进行控制,降低了系统设计的难度和复杂度.最后,用模糊逻... 针对多变量、非线性的平面倒立摆系统,设计了双闭环模糊控制.在该方法中,先将平面一级倒立摆系统进行近似分解成两个非耦合的独立运动,然后设计两个模糊控制器对两个独立运动分别进行控制,降低了系统设计的难度和复杂度.最后,用模糊逻辑推理和SIMULINK仿真程序,对所设计的方案进行了仿真,仿真结果表明了方案的正确性和有效性. 展开更多

关键词 平面倒立摆 双闭环 模糊控制 T-S模型

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基于拉格朗日方程的小车跷跷板状态反馈控制研究 被引量：1

14

作者 牛宏侠 《兰州交通大学学报》 CAS 2008年第4期99-101,共3页

针对具有多变量、非线性特性的小车跷跷板系统,提出了一种状态反馈控制方法.在该方法中,利用拉格朗日方程建立系统的数学模型,用状态反馈控制的方法设计小车跷跷板系统的控制.最后的数字仿真结果表明了该方法的可行性.

关键词 小车跷跷板 状态反馈控制 拉格朗日方程

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多卡信息融合的二代身份证一卡通系统设计 被引量：1

15

作者 李凯漫 牛宏侠 侯涛 《单片机与嵌入式系统应用》 2016年第5期35-38,共4页

开发了基于RFID技术的二代身份证"一卡通"系统,此系统通过读取绑定了各类只读卡信息的二代身份证序列号,结合上位机中数据库和"一卡通"软件的控制管理,实现"一卡通"功能。此系统不仅降低了设备成本,而且... 开发了基于RFID技术的二代身份证"一卡通"系统,此系统通过读取绑定了各类只读卡信息的二代身份证序列号,结合上位机中数据库和"一卡通"软件的控制管理,实现"一卡通"功能。此系统不仅降低了设备成本,而且方便了人们的生活,可广泛应用于很多领域中。 展开更多

关键词 RFID 串口异步通信 防冲撞

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一种提高智能赛车速度和平稳性的方法 被引量：1

16

作者 牛宏侠 侯涛 《兵工自动化》 2011年第3期72-72,85,共2页

针对智能车竞赛中赛车速度受电池电压影响较大的问题,提出一种提高智能赛车速度和平稳性的方法。通过对电池电压检测采样来修正占空比,达到了恒定每个周期平均电压的目的,从而保证了赛车速度不变。实验结果证明,该方法既可以保证赛车稳... 针对智能车竞赛中赛车速度受电池电压影响较大的问题,提出一种提高智能赛车速度和平稳性的方法。通过对电池电压检测采样来修正占空比,达到了恒定每个周期平均电压的目的,从而保证了赛车速度不变。实验结果证明,该方法既可以保证赛车稳定,又可以提高比赛速度。 展开更多

关键词 智能赛车 面积等效 占空比修正

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基于竞赛自平衡小车的双闭环控制设计与仿真研究 被引量：1

17

作者 牛宏侠 侯涛 《自动化与仪器仪表》 2012年第5期26-27,共2页

针对具有多变量、不稳定、非线性特性的自平衡小车系统,提出了一种基于偏角伺服控制与LQR控制相结合的双闭环控制方法。在该方法中,先根据系统的等效模型,采用LQR方法控制自平衡小车的倒立平衡,采用伺服控制进行偏角跟随控制。并且在设... 针对具有多变量、不稳定、非线性特性的自平衡小车系统,提出了一种基于偏角伺服控制与LQR控制相结合的双闭环控制方法。在该方法中,先根据系统的等效模型,采用LQR方法控制自平衡小车的倒立平衡,采用伺服控制进行偏角跟随控制。并且在设计过程中,先保证自平衡小车的倒立平衡,然后再进行伺服控制,运行中两个闭环实时控制,达到使小车倒立快速寻迹运行。数字仿真结果与理论分析基本一致,表明了该方法的可行性。 展开更多

关键词 自平衡小车 L Q R控制 伺服角度控制 仿真研究

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改进ViBe算法的铁路动态异物入侵的实时监测 被引量：1

18

作者 伍海萍 侯涛 牛宏侠 《兰州交通大学学报》 CAS 2019年第5期55-60,113,共7页

针对ViBe算法在检测铁路轨道动态入侵异物时鬼影消除较慢导致其监测实时性不足和预警精度不高的缺陷,利用背景重构与像素块替换方法对不同时期的鬼影进行快速抑制.首先利用视频序列多帧图像重构背景的方法抑制初始鬼影;其次通过比较物... 针对ViBe算法在检测铁路轨道动态入侵异物时鬼影消除较慢导致其监测实时性不足和预警精度不高的缺陷,利用背景重构与像素块替换方法对不同时期的鬼影进行快速抑制.首先利用视频序列多帧图像重构背景的方法抑制初始鬼影;其次通过比较物体外接矩形坐标变化和其包含像素数量对鬼影和运动物体进行区分,再利用当前鬼影像素块替换背景图像相同位置像素块来减少消除中间鬼影的帧数;最后利用前景与背景像素点比例法和形态学方法对动态异物入侵进行精确识别.实验表明,所提方法可以有效减少抑制鬼影所需要的帧数,提升动态入侵异物监测实时性,同时异物检测精度也有较大提升. 展开更多

关键词 ViBe算法 铁路 鬼影 实时监测

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贝叶斯网络在计算机联锁系统故障诊断中的应用 被引量：1

19

作者 王刚 牛宏侠 《电子世界》 2018年第5期174-175,共2页

针对铁路车站计算机联锁系统安全性、可靠性要求高,结构复杂,故障具有高度的不确定性的特点,提出了一种基于贝叶斯网络推理的计算机联锁系统故障诊断方法。分析了计算机联锁系统的基本结构,对其按功能和层次进行了分解,建立了系统的故... 针对铁路车站计算机联锁系统安全性、可靠性要求高,结构复杂,故障具有高度的不确定性的特点,提出了一种基于贝叶斯网络推理的计算机联锁系统故障诊断方法。分析了计算机联锁系统的基本结构,对其按功能和层次进行了分解,建立了系统的故障结构模型。此外,阐述了贝叶斯网络推理算法的基本流程,并给出了其中的团树传播推理算法的实现步骤。最后,详细给出了将贝叶斯网络应用于计算机联锁系统的故障诊断中的实现流程。 展开更多

关键词 计算机联锁系统 贝叶斯网络 故障诊断

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多通道电液伺服协调加载控制系统的设计 被引量：1

20

作者 牛宏侠 魏文军 +1 位作者 冯小芳 侯涛 《微计算机信息》 北大核心 2006年第11S期54-55,53,共3页

多通道电液伺服加载系统是用于大型构件的各种工程试验的高技术成套设备。本文针对多通道电液伺服加载系统的功能要求,提出了系统结构,完成了控制系统的硬件和软件设计。

关键词 多通道 电液伺服 协调加载 控制系统 作动器

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