非线性扰动不确定时滞系统时滞相关鲁棒观测器设计

研究一类具有非线性扰动的不确定时滞系统的时滞相关鲁棒稳定性及其基于观测器的时滞相关鲁棒控制问题 .将线性矩阵不等式 ( LMI,linear matrix inequality)与数值不等式( AVI,algebraic value inequality)方法相结合给出了开环系统渐近稳定及其指数稳定的时滞相关条件 .并设计了系统的观测器 。

不确定关联时滞系统的鲁棒H_∞滤波

考虑一类不确定关联时滞系统,其中的不确定性满足范数有界条件,以子系统输出作为输入,分别为每个子系统设计一个线性滤波器.通过将系统的状态向量和滤波误差向量组合成一个新的增广向量,原系统状态方程和滤波误差方程就可以组成一个新的增广系统.如果可以设计滤波器参数,使得干扰噪声到增广系统输出的增益为最小,则噪声对系统估计的影响也就降为最低,受噪声影响的状态向量就可以恢复出来.这样,原系统的滤波问题就转化为最小化增广系统增益问题.通过选择一个适当的Lyapunov函数,并基于Lyapunov稳定性定理,得到了滤波器存在的充分条件.为了简化滤波器设计过程,将上述充分条件的未知参数矩阵定义为一个新的变换矩阵,在此基础上,实施了一系列巧妙的矩阵等价变换,同时定义了几个新的矩阵变量,将原充分条件化成了一组易于求解的线性矩阵不等式(LMI).使用Matlab的LMI工具箱,可以对上述LMIs直接求解,最后的数值算例验证了所给设计方法的有效性.

2-D状态滞后系统的时滞相关H_∞控制

研究了具有状态滞后的二维(2-D)离散线性系统的时滞相关H∞控制问题.首先提出了2-D状态滞后系统的时滞相关有界实引理;基于此引理,通过线性矩阵不等式(LMI)的可行性,设计状态反馈控制器使得闭环系统具有H∞扰动衰减度γ;进而求解一个线性凸优化问题可得最小化γ值.所得的时滞相关结果可转化为时滞无关情形.数值算例说明了所得结论的有效性和优越性.

线性不确定随机系统时滞相关的H_∞滤波

研究了一类带有时变状态时滞和参数不确定性的连续时间线性随机系统的鲁棒H∞滤波问题。目的是设计一个线性滤波器使滤波误差动态系统是指数均方稳定的,并满足给定的H∞性能指标。应用描述符系统模型转换,建立了新的Lyapunov-Krasovskii函数。通过引入自由加权矩阵,消除了Lyapunov矩阵和系统矩阵的乘积项,从而无需在滤波器设计过程中对Lyapunov矩阵作任何约束,这在很大程度上降低了滤波器设计的保守性。基于LMI方法,针对精确已知随机系统和带有结构不确定性的随机系统,分别提出了时滞相关的鲁棒H∞滤波器存在的充分性条件。仿真结果表明所提出的设计方法是有效的。

基于二维相关性的图像分割及快速递推算法

基于二维直方图提出了二维相关性的阈值分割算法。首先,通过邻域平均得到原始图像的平滑图像,由原始图像和平滑图像构造二维直方图,然后根据相关性最大准则选择最佳的二维阈值向量。由于该方法同时考虑了图像像素的灰度信息及其空间邻域信息,与一维阈值相比能得到更好的分割效果。同时为降低二维阈值算法的复杂性,提出了快速递推算法。该算法将二维相关性的计算写成递推形式,减少了大量的重复计算,使得算法的复杂性从O(L4)降低到O(L2),计算时间大为减少,有利于该算法的实时应用。

关于积分中值定理的中值极限估计式的进一步研究

讨论了积分中值定理中值的变化趋势．借助于辅助函数的方法得到了一个更为一般的中值的极限估计式，推广了积分中值定理中值的有关渐近结果，使得已有的一些结果成为特例。

不确定关联时滞大系统的分散鲁棒控制

研究不确定关联时滞大系统的分散鲁棒控制问题,其中不确定性满足范数有界条件.应用线性矩阵不等式(LMI)的方法,得到了系统存在分散鲁棒控制器的充分条件.同时研究了当系统状态不可测时,基于观测器的使系统鲁棒镇定的充分条件.

装备数字工程概念与实践思考

在全球数字化时代背景下,针对高端复杂装备系统工程实践中如何进一步提高效率、降低成本的问题,提出了数字工程实践的本质是系统工程在系统全生命周期中的进一步扩展应用,应通过数字工程实践提高复杂系统的立项、研发、采购和运维的效率,进一步降低成本。本文基于美军的实践经验,梳理出1个核心为基础、3类实践为驱动、4个步骤为指引的数字工程实践方法。这套数字工程实践方法涵盖了装备从概念论证到实际运维的全生命周期,为数字工程研发提供了系统性的指导,包括体系论证、需求分析、样机设计等关键环节,可实现对复杂系统的全方位、全过程管理。

图像去噪混合滤波方法

传统均值滤波和中值滤波对高斯型噪声和椒盐型噪声有着不同的滤波特性。实际滤波时,由于图像往往会受到两种不同性质噪声的同时干扰,因此,单独采用中值滤波或均值滤波都不会达到最好的去噪效果,为了能同时对两种不同性质的噪声进行滤除,现提出了一种新的混合滤波算法,该算法首先利用局部阈值把受高斯型噪声污染的像素和受脉冲型噪声污染的像素区别开来,然后对受高斯噪声污染的像素采用均值滤波算法,而对受椒盐噪声污染的像素则采用中值滤波算法进行去噪。仿真结果证明,该方法更具有实用性和有效性。

不确定离散时滞系统的动态输出反馈鲁棒保性能控制(英文)

研究不确定离散时滞系统的动态输出反馈保性能控制问题 ,通过引入动态输出反馈补偿器 ,采用线性矩阵不等式的方法 ,导出了系统存在保性能控制律的充分条件 .数值算例说明了其有效性 .

工业网络系统的感知-传输-控制一体化:挑战和进展

工业网络系统是融合工业控制和信息通信的多维动态系统,具有维度高、动态性强、工业通信协议和网络配置嵌入等特性,如何在网络环境下实现信息感知分布性、控制适应性、整体协调性,已成为工业网络系统研究的新挑战.本文简述了工业网络系统的内涵和主要特征,分析了感知–传输–控制一体化面临的挑战和关键问题;综述了分布式状态感知、适变传输、协同控制等关键技术的研究进展;对工业网络系统的未来研究方向和潜在应用前景进行了总结和展望.

随机扰动下一类混沌系统的同步

基于工程上广为应用的非线性鲁棒观测器思想,在随机扰动存在的情况下,对一类混沌系统成功地实现了同步。响应系统分两步进行设计,首先利用矩阵理论通过线性变换将受扰混沌系统进行扰动解耦,使系统部分状态与扰动无关,然后针对扰动解耦系统设计非线性观测响应系统。同时结合混沌吸引子有界性这一特点,将观测器存在条件化为求解系统的LMI,最终的仿真结果证明了该方法的有效性。

非线性不确定时滞混沌系统的鲁棒控制

针对非线性不确定时滞混沌系统中不稳定不动点的控制需求 ,应用线性矩阵不等式 (LMI)的方法 ,得到了系统存在时滞反馈控制器的充分条件 .同时利用该控制器对系统中存在的不稳定的周期轨道的跟踪问题进行了研究 .

一种基于标记阈值的分水岭分割新算法

为了克服分水岭算法的过分割问题,提出了一种新的带标记(marker)的分水岭分割算法。该方法首先根据邻接像素的连通性提取原始图像梯度的局部极小值点,然后采用最大熵阈值法去除由噪声及图像细节纹理所产生的伪极小值点,将修改后得到的极小值点强制作为标记,并在原始梯度图像上应用带标记的分水岭算法。该方法的优点是可以自适应地提取标记而不需要先验知识,克服了标记提取的困难。实验结果表明,该算法能有效地减少分水岭的过分割现象。

基于局部方差的模糊小波阈值图像去噪

针对小波阈值去噪中的VisuShrink阈值(统一阈值)“过扼杀”细节系数和SUREShrink阈值(Stein无偏估计阈值)“过保留”噪声系数的特点,提出了一种新的模糊小波阈值去噪方法。该方法根据小波系数局部方差能体现信号受噪声影响程度的特点,在局部方差之间引入模糊区域,通过模糊区域内局部方差的大小来计算相应小波系数的噪声隶属度。根据不同的模糊隶属度在VisuShrink阈值与SUREShrink阈值之间选取去噪阈值,并用软阈值函数消减。实验结果与仿真表明,提出的模糊阈值方法有较好的去噪效果。

机械手臂基于神经网络动态补偿的自适应控制

研究了模型具有不确定性的机械手臂的跟踪控制问题 .由于模型不确定性的存在 ,基于精确模型设计的控制律很难达到理想的控制效果 .针对这种情况 ,在基于标称模型设计的控制律的基础上 ,采用神经网络来补偿模型的不确定性 ,由于神经网络存在逼近误差 ,因此在控制器设计时 ,引入了H∞ 鲁棒项 ,使得网络逼近误差达到指定的削弱水平并且跟踪误差渐近收敛到零 ,仿真结果表明了该方法的有效性 .

基于观测器的不确定时滞系统的鲁棒控制

研究不确定线性时滞系统的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器设计问题，其中不确定性是时变的，不要求满足匹配条件。通过构造增广系统，利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ 稳定性理论，获得了该不确定系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件，同时给出了相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器。所得结论推广并改进了已知的一些结果。

不确定时滞系统的鲁棒耗散性研究

从能量耗散的角度给出了全新的供给率 ,其特殊情形可以为H∞ 控制和无源控制基于L -K方法 ,研究了不确定时滞系统的鲁棒耗散性问题 ,以LMI的形式给出了系统耗散性的条件。最后考虑了结果的一个应用 ,具有非线性输入的时滞系统的鲁棒H∞ 控制问题 ,得到的控制器能使闭环系统满足H∞ 性能要求。

不确定时滞系统保性能弹性控制器的设计

研究了一类不确定时滞系统的保性能控制问题,其不确定性不仅存在于系统矩阵,而且存在于控制器的增益中。在控制器增益摄动具有加法和乘法两种结构形式下,讨论了系统的弹性保性能控制器设计问题,给出了弹性保性能控制器存在的充分必要条件。数值算例说明了设计的可行性和有效性。