机器人和自主系统 (RAS) 的地面应用正在快速发展,人们越来越希望开发具有成本效益的 RAS 解决方案,用于现场维修、碎片清除、制造和装配任务。轨道空间机器人,即安装有一个或多个机器人操纵器的航天器,是未来一系列在轨服务的必然系统。然而,与地面机器人相比,各种实际挑战使得控制空间机器人极其困难。研究人员已经对在自由飞行和自由浮动模式下运行的空间机器人的运动学和动力学建模的最新进展进行了深入研究。然而,这两种操作模式有各种缺点,可以通过在受控浮动模式下操作空间机器人来克服这些缺点。本教程旨在解决在受控浮动模式下和受扰条件下运行的复杂空间机器人建模方面的知识差距。本文的创新研究贡献是改进了追踪空间机器人的动力学模型,该模型针对移动目标而建立,同时考虑了耦合系统的质心、惯性矩阵、科里奥利力和离心项不断变化的内部扰动;它还考虑了外部环境干扰。所提出的非线性模型准确地表示了空间机器人的多体耦合动力学,这对于精确的姿势控制至关重要。所给出的仿真结果证明了闭环控制模型的准确性。除了数学建模方面的理论贡献外,本文还为各种在轨任务提供了商业上可行的解决方案。
摘要:随着可再生能源的发展和电网特性的变化,电力供需在空间和时间上的平衡越来越困难,对电网调度能力的提升要求也越来越高,因此需要发挥柔性负荷调度的潜力,以促进可再生能源的大规模消纳和新型电网的建设。在分析现有负荷调度研究的基础上,结合国内外负荷调度特点的差异,提出了新形势下负荷资源参与电网调度的技术架构和若干关键技术——负荷调度自主协同控制系统。该系统实现主网、配网、微网(负荷聚合器)的多层协调控制,通过聚合器运营平台聚合可调负荷资源,并与调度商负荷调节器平台对接,实现与调度机构的实时数据交互以及对聚合器的监控、控制和营销。通过连续功率调节支持负荷资源参与全网调度优化,阐述了控制模式、负荷建模、调度策略、安全防护等若干关键技术。通过对华北电网有序充电桩和储能集群的闭环控制,验证了所提架构和关键技术的可行性。该路线已成功支持多个可调负荷聚合器参与华北电网辅助服务市场,实现调峰。最后,对双碳目标下负荷资源参与电网调度的技术挑战进行了讨论和展望。
在开发可靠的脑部计算机界面(BCIS)方面,一个重大挑战是在获得的脑信号中存在伪影。这些文物可能会导致错误的解释,模型拟合不佳以及随后的在线绩效降低。此外,在家庭或医院环境中的BCIS更容易受到环境噪音的影响。伪影处理程序旨在通过过滤,重建和/或消除不良信号污染物来减少信号干扰。虽然在概念上且在很大程度上是无可争议的,但在BCI系统中是必不可少的,合适的人工处理应用程序,在某些情况下仍未解决,并且在某些情况下可能会降低性能。使用这些程序的大多数BCI研究中仍未探索的潜在混杂是缺乏在线使用(例如在线平价)的均等。此手稿比较了使用整个数据集的经常使用的离线数字过滤和在线数字过滤方法之间进行分类性能,在线数字过滤方法中,将对闭环控制过程中将使用的分段数据时期进行过滤。在BCI试点研究中招收的健康成年人样本(n = 30)中,旨在整合新的通信界面,在与在线奇偶校验过滤时,模型性能有很大的好处。在线模拟这项研究中的条件上表现出相似的性能,但在线均等的方法似乎没有任何弊端。
摘要 - 非事物网络(NTN)对于无处不在的连通性至关重要,可在遥远和非层面区域提供覆盖范围。但是,由于目前NTN是独立运作的,因此他们面临诸如隔离,可扩展性有限和高运营成本等挑战。与地面网络集成卫星的明显,提供了一种解决这些局限性的方法,同时通过应用人工智能(AI)模型实现自适应和成本效益的连接。本文介绍了Space-O-Ran,该框架将开放式无线接入网络(RAN)原理扩展到NTN。它使用分布式空间运行智能控制器(Space-rics)的层次结构闭环控制,以动态管理和优化两个域之间的操作。为了启用自适应资源分配和网络编排,所提出的体系结构将实时卫星优化和控制与AI驱动的管理和数字双(DT)建模集成在一起。它结合了分布式空间应用程序(SAPP)和分离的应用程序(DAPP),以确保在高度动态的轨道环境中的稳健性能。核心功能是动态链接接口映射,它允许使用卫星上的所有物理链接适应特定的应用程序要求并更改链接条件。仿真结果通过分析不同NTN链接类型的LAS限制来评估其可行性,表明群集内协调在可行的信号延迟范围内运行,而将非实时时间任务降低到地面基础架构对地面基础设施的降低可以增强对第六代(6G)网络的可扩展性。
使用激光束的热丝定向能量沉积 (DED-LB/w) 是一种金属增材制造 (AM) 方法,具有材料利用率和沉积速率高的优点,但 DED-LB/w 制造的零件存在热输入较大和表面光洁度不理想等问题。因此,在沉积过程中调节工艺参数和监测工艺特征以控制最终质量对于确保最终零件的质量至关重要。本文探讨了 DED-LB/w 工艺的动态建模,并介绍了一种参数-特征-质量建模和控制方法,以提高建模质量和对无法现场测量的零件质量的控制。该研究调查了影响单层和多层焊珠中熔池宽度(特征)和焊珠宽度(质量)的不同工艺参数。提出的建模方法使用参数特征模型作为 F 1 和特征质量模型作为 F 2 。比较了线性和非线性建模方法来描述工艺参数和工艺特征即熔池宽度 (F 1 ) 之间的动态关系。采用全连接人工神经网络根据熔池特征 (F 2 ) 对最终部件质量(即熔滴宽度)进行建模和预测。最后,通过将参数特征 (F 1 ) 和特征质量 (F 2 ) 模型集成到部件宽度的闭环控制中,测试并验证了所提出的参数特征质量建模的有效性和实用性。与仅使用 F 1 的控制回路相比,所提出的方法显示出明显的优势,并有可能应用于控制无法直接测量或现场监测的其他部件质量。
摘要 目的 在通过脑机接口操纵假肢的过程中,皮质表面的分布式微刺激可以有效地向受试者提供反馈。这种反馈可以向假肢使用者传达大量信息,可能是获得假肢的精确控制和实施的关键。然而,到目前为止,人们对解码此类模式的生理限制知之甚少。在这里,我们旨在测试一种旋转光遗传反馈,该反馈旨在有效地编码假肢中使用的机器人执行器的 360° 运动。我们试图评估通过闭环脑机接口控制假肢关节的小鼠对其的使用情况。 方法 我们测试了小鼠优化虚拟假肢关节轨迹的能力,以解决奖励性伸手任务。它们可以通过调节初级运动皮层中单个神经元的活动来控制关节的速度。在任务期间,投射到初级体感皮层上的模式化光遗传刺激不断向小鼠传递有关关节位置的信息。主要结果 我们表明,小鼠能够在任务的主动行为环境中利用连续、旋转的皮质反馈。小鼠通过更频繁地检测奖励机会,以及通过将关节更快地移向奖励角区,并在奖励区停留更长时间,实现了比没有反馈时更好的控制。控制关节加速度而不是速度的小鼠无法改善运动控制。 意义 这些发现表明,在闭环脑机接口的背景下,可以利用具有优化形状和拓扑的分布式皮质反馈来控制运动。我们的研究直接应用于机器人假肢中经常遇到的旋转关节的闭环控制。 1. 简介
视觉引导的上肢运动的自主控制涉及大脑皮层多个区域的神经元活动。然而,使用尖峰记录作为输入的脑机接口 (BCI) 研究主要关注直接控制 BCI 的神经元(我们称之为 BCI 单元)被记录的区域的活动。我们假设,就像手臂和手的自主控制涉及多个皮质区域的活动一样,BCI 的自主控制也涉及多个皮质区域的活动。在两名受试者 41(猕猴)中,他们分别使用手持操纵杆和由 4 个初级运动皮层(M1)BCI 单元直接控制的 BCI 执行中心向外任务,我们记录了 M1、背侧和腹侧运动前皮层、初级体感皮层、背侧后顶叶皮层和 44 前顶内区中其他非 BCI 单元的活动。在大多数这些区域中,在操纵杆和 BCI 试验中,非 BCI 单元以相似的百分比和 45 相似的调制深度活跃。BCI 和非 BCI 单元都显示出 46 在偏好方向上的变化。此外,在两个任务中,BCI 和非 47 BCI 单元之间的有效连接的流行率相似。与操纵杆试验相比,BCI 表现较好的受试者在 BCI 期间显示 48 调制非 BCI 单元的百分比增加,调制深度增加,有效连接增加;在 BCI 表现较差的受试者中未发现这种增加。在自愿闭环控制期间,给定皮质区域中的非 BCI 单元可能发挥类似的功能,无论效应器是原生上肢还是 BCI 控制的设备。
Qubits(量子位)的材料和体系结构,以及控制和捕获其量子状态,实施量子门并验证其操作原理的最佳方法。实施此类研究系统的首选量子控制设备是传统的,高性能的,T&M(测试和测量)实验室设备,该设备通过既定的通信接口和控制协议从经典计算机控制(图1.2)。在量子计算研究系统中,使用了几个AWG(任意波形生成器)来生成量子状态控制和读取信号,并结合了一些数字化器或实时DSOS或实时DSO(数字存储示波器)来捕获Qubits的状态。大多数AWG和数字化器无法应对控件和状态阅读信号的频率。通常由某种微波载体组成,该微波载体在幅度和相位中由一系列近高斯脉冲进行调制(图1.2,图1.3)。必须将AWG和DSO与某些混合器,IQ(相位正交)调制器,放大器和过滤器结合使用,而不是直接生成或捕获此类信号(图1.5)。混合器和智商调节器需要其他微波LO(本地振荡器)发电机(即CW微波发电机)。还需要其他控制信号,模拟和数字信号。因此,每量乘以的成本很高,而系统的可伸缩性仅限于几个量子位。下图描述了如何广泛使用T&M设备来控制和测量实验QC(量子计算)系统中的Qubits。鉴于性能和灵活性水平,传统的机架和堆栈仪器是最受欢迎的。在这些实验系统中,将多个多通道AWG与其他智商调节器结合使用,并将混合器应用于量子层,而矢量光谱分析仪或高带宽实时数字示波器用于读取码头的状态。由于现代仪器的强大触发和测序能力,可以执行刺激和响应的非常复杂和快速的序列。但是,鉴于控制系统和通信总线的速度限制,实际实用的量子计算所需的真正实时封闭环控制无法实现。
量子技术正在从实验室前进到商业世界。但是,如果没有量子系统的精确控制,就无法建立从科学发现到革命技术的这一道路。量子最佳控制描述了一种技术系列,该科学家族通过系统地塑造应用于系统的控制场来改善量子操作。优化可以选择量子硬件的定制控制策略,以实现其全部潜力。在本论文中,我们将最佳控制应用于自旋系统,即钻石和戊季苯掺杂的萘的氮呈中心,以及被困的原子,特别是Rydberg Atoms和Ultracold原子冷凝物。genally,一个具有清晰目标的良好模型系统对应于通过开环优化接近定义明确的控制问题,即使用模型。但是,当未知的实验或环境因素具有很强的影响时,控制问题的复杂性就会增加。一旦任何可行的模型与现实,闭环分歧,即基于反馈,控制解决方案。从量子最佳控制方法的集合中,我们专注于穿着的切碎的随机基础算法与无梯度搜索相结合。此配对使我们能够应用带宽限制并限制优化参数的数量,从而简化了闭环应用程序。我们介绍了几种技术和修改,例如一种新的基础方法,可以使用“ RedCrab”软件包使用E FFI CIENT闭环控制。因此,我们在DI FF平台上为以下非常不同的目标进行了优化:灵敏度,超极化,数字挤压和纠缠状态准备。所有四个目标直接或间接改善感应方法。增强浅氮 - 视口中心的敏感性为改善基于钻石的扫描探针磁力计提供了机会。诸如萘晶体之类的材料的过度极化有望实现更精确的癌细胞成像。原子干涉法用于检测重力场的最小变化。我们探索的数字水平状态可以进一步提高该灵敏度。最后,较大的纠缠状态是超过经典灵敏度极限的关键。我们通过优化创建了一个破纪录的20量纠缠状态。最终,这些结果表明了量子最佳控制如何互连并增加平台量子技术的兴起。
相关论文选登: 1. (JOURNAL1) M. Olariu、A. Arcire,用于呼吸分析目的的富勒烯 C60 的甲烷和氢气传感特性,IAŞI 理工学院公报,第 64 卷(68),第 3 期,页。 107-119,2018,电工部分。活力。电子学 2. Olariu Marius、Arcire Alexandru,基于交叉指型微电极几何形状变化提高介电泳阵列电操作能力,DOI:10.1109/ICEPE.2016.7781298,电子版 ISBN:978-1-5090-6129-7,pg。 37-41,第九届国际电气和电力工程会议暨博览会,EPE 2016 INSPEC 接入号:16525883 3. Baluta, G.,Olariu M.,BLDC 电力驱动系统闭环控制和无传感器控制的数值模拟,2014 年,EPE 2014 - 2014 年国际电气和电力工程会议暨博览会论文集,文章编号 6970047,第 927-932 页,ISBN:978-1-4799-5849-8 接入号:WOS:000353565300173 4. (REVISTA2) Cetiner, S.; Olariu,M.;新奥尔良,卡亚; Aradoaei S, 聚(丙烯腈-共-丙烯酸)-聚吡咯复合材料的热刺激放电电流,2013 年 3 月,Key Engineering Materials 543:154-158,DOI:10.4028/www.scientific.net/KEM.543.154 接入号:WOS:000319023100038 5. Scarlatache, V.-A.、Olariu, M.、Ursache, S.、Ciobanu, RC、Pasquale, Mb,铁磁粉末增强纳米复合聚合物基质的磁损耗和介电损耗,2012 年,文章编号 6463940,第 125-128 页,2012 年,ISBN:978-1-4673-1172-4; 978-1-4673-1173-1,第七届国际电气和电力工程会议和博览会,EPE 2012 接入号:WOS:000324685300026 6.(JOURNAL3)山羊。 A、Coisson A、Fiorillo、Kabos P、Manu OM、Olivetti A、Olariu MA、Pasquale M、Scarlatache VA、聚合物键合氧化铁纳米粒子的微波行为,IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 卷:48 期:11 页:3394-3397 DOI:10.1109/TMAG.2012.2200462 出版日期:2012 年 11 月,影响因子 = 1,467
