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基于紧支撑多变量多项式函数的非线性随机系统概率密度函数形状控制方法
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作者 王玲芝 张坤 钱富才 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期39-52,共14页
针对非线性随机系统的概率密度函数(PDF)形状控制问题,文中以FokkerPlanck-Kolmogorov(FPK)方程为研究工具,提出了一种基于紧支撑多变量多项式(CSMP)函数的非线性随机系统PDF形状控制方法。当系统处于稳定状态时,系统的PDF被困在特定的... 针对非线性随机系统的概率密度函数(PDF)形状控制问题,文中以FokkerPlanck-Kolmogorov(FPK)方程为研究工具,提出了一种基于紧支撑多变量多项式(CSMP)函数的非线性随机系统PDF形状控制方法。当系统处于稳定状态时,系统的PDF被困在特定的紧凑子空间中,不需要对整个空间进行积分。而CSMP函数在一段连续的空间内非0,满足紧凑子空间的特征。因此,文中将CSMP的线性组合(CSMP-LC)作为FPK方程的稳态近似解逼近目标PDF。首先,采用飞蛾扑火优化(MFO)算法优化CSMP-LC函数的参数;然后,通过对多维稳态FPK方程的每一维状态变量进行积分,确保稳态FPK方程在整个空间中的积分为0;最后,求解出一维和二维非耦合的状态变量PDF形状控制器,并进行了仿真实验。结果表明,对于一维非线性随机系统,文中提出的方法能有效地实现对不同类型目标PDF形状(单峰形状、双峰形状、三峰形状)的控制,且在目标PDF形状为复杂的三峰时,文中方法的均值、方差、峰度和偏度误差均优于其他两种方法。文中方法扩展到二维状态变量非耦合的非线性随机系统时,也能较好地实现对PDF形状的控制,为多变量随机系统的PDF形状控制研究提供了新的思路。同时,CSMP函数可以减少积分计算的复杂性,降低了非线性随机系统的PDF形状控制器的求解难度。 展开更多
关键词 Fokker-Planck-Kolmogorov方程 非线性随机系统 概率密度函数 紧支撑多变量多项式
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离散时间平均场随机系统的滚动时域控制
2
作者 叶志勇 贾亚琪 +3 位作者 张春梅 杨路 陈柏江 宋江敏 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第2期343-352,共10页
研究了一类离散时间平均场随机时变系统的滚动时域控制(RHC)镇定问题。定义一个新的条件期望型的性能指标;通过利用随机极值原理,得到RHC控制器。基于最优性能指标的单调非增性,得到了使平均场随机系统在RHC控制器下均方镇定的条件,即当... 研究了一类离散时间平均场随机时变系统的滚动时域控制(RHC)镇定问题。定义一个新的条件期望型的性能指标;通过利用随机极值原理,得到RHC控制器。基于最优性能指标的单调非增性,得到了使平均场随机系统在RHC控制器下均方镇定的条件,即当2个耦合的Lyapunov型不等式被满足时,由RHC策略控制的系统是均方镇定的。通过数值算例得到在RHC控制器下,其状态轨迹满足渐近均方镇定的条件,即平均场随机系统是渐近均方镇定的,验证了该结论的有效性。 展开更多
关键词 滚动时域控制(RHC) 平均场随机系统 均方镇定 离散时间
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具有H_(2)增益约束的连续时变线性随机系统的有限时间有界性
3
作者 刘西奎 姚辰欣 +1 位作者 李艳 庄继晶 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期100-110,共11页
针对一类具有能量有界外部干扰的连续时变线性随机系统,研究了在H_(2)增益约束下闭环系统的有限时间有界性。首先,给出系统有限时间有界和H_(2)增益的定义。然后,设计状态反馈控制器,使得闭环系统既满足H_(2)增益性能约束又满足有限时... 针对一类具有能量有界外部干扰的连续时变线性随机系统,研究了在H_(2)增益约束下闭环系统的有限时间有界性。首先,给出系统有限时间有界和H_(2)增益的定义。然后,设计状态反馈控制器,使得闭环系统既满足H_(2)增益性能约束又满足有限时间有界。通过求解时变线性矩阵不等式,得到控制器增益函数。最后,给出两个数值算例说明所设计方法的有效性。 展开更多
关键词 H_(2)增益 有限时间有界性 时变线性随机系统 线性矩阵不等式
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状态量化的随机系统容错控制策略研究
4
作者 吴健 杨亚东 钱立冬 《安庆师范大学学报(自然科学版)》 2024年第1期10-16,共7页
本文研究了具有状态量化和时变输入时滞的随机系统的自适应神经容错控制问题。通过构造一种补偿系统来消除延迟造成的不利影响,并利用径向基函数神经网络在线处理系统的未知项问题。为了补偿状态量化带来的不连续问题,本文构造了一个引... 本文研究了具有状态量化和时变输入时滞的随机系统的自适应神经容错控制问题。通过构造一种补偿系统来消除延迟造成的不利影响,并利用径向基函数神经网络在线处理系统的未知项问题。为了补偿状态量化带来的不连续问题,本文构造了一个引理来建立信号量化前后的关系,进而提出一种自适应神经容错控制算法。基于构造的控制器和量化器,随机系统内的信号均概率性有界;最后,利用仿真实例验证了所提控制算法的可行性。 展开更多
关键词 随机系统 自适应神经控制 状态量化 输入时滞 传感器故障
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DoS攻击下随机系统的攻击参数依赖型观测器与控制器协同设计
5
作者 李建瑞 胡松林 +2 位作者 岳东 陈小莉 马勇 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期986-994,共9页
本文研究了拒绝服务攻击下网络随机控制系统的攻击参数依赖型观测器与控制器协同设计问题.首先,将拒绝服务(DoS)攻击建模为周期脉宽调制干扰信号,并构造了Luenberger观测器来估计不可测的系统状态.其次,设计了基于观测器的控制器,提出... 本文研究了拒绝服务攻击下网络随机控制系统的攻击参数依赖型观测器与控制器协同设计问题.首先,将拒绝服务(DoS)攻击建模为周期脉宽调制干扰信号,并构造了Luenberger观测器来估计不可测的系统状态.其次,设计了基于观测器的控制器,提出一种新的切换随机系统模型.然后,引入DoS攻击参数依赖型随机时变李雅普诺夫函数分析切换随机系统.给出了切换随机系统均方指数稳定的判据,并使闭环系统具有L_(2)增益性能水平.同时通过应用矩阵不等式技术,给出了攻击参数依赖型观测器与控制器的协同设计方案.最后,以一种飞行器系统为例,验证了该方案的有效性. 展开更多
关键词 DOS攻击 随机系统 均方指数稳定 随机时变李雅普诺夫函数 L_(2)增益
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事件触发传输机制下线性随机系统的间歇故障检测
6
作者 怀务祥 高明 盛立 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1602-1610,共9页
本文研究了事件触发传输机制下线性随机系统的传感器间歇故障检测问题.首先,基于非均匀采样的方法,将具有事件触发传输机制的系统转化为线性时变系统.然后,基于Kalman滤波理论设计了故障检测滤波器,并给出了新的残差设计方法.所设计残... 本文研究了事件触发传输机制下线性随机系统的传感器间歇故障检测问题.首先,基于非均匀采样的方法,将具有事件触发传输机制的系统转化为线性时变系统.然后,基于Kalman滤波理论设计了故障检测滤波器,并给出了新的残差设计方法.所设计残差同时解耦了触发误差与估计误差,能够有效地检测出间歇故障的发生时刻与消失时刻.进一步,利用随机分析理论研究了间歇故障的可检测性.最后,数值仿真和实验结果验证了所得结论的有效性. 展开更多
关键词 随机系统 间歇故障检测 事件触发传输机制 可检测性分析
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一类切换随机系统的事件触发控制
7
作者 姚进 王国良 黄一凡 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2023年第4期104-111,共8页
研究了切换随机系统的事件触发控制问题,为避免Zeno行为和减少不必要的通信传输,提出一种基于采样数据的事件触发控制方案。首先,假设控制器可以获取系统状态和开关信号的同步采样信息。利用合并切换信号技术,将闭环系统建模为具有状态... 研究了切换随机系统的事件触发控制问题,为避免Zeno行为和减少不必要的通信传输,提出一种基于采样数据的事件触发控制方案。首先,假设控制器可以获取系统状态和开关信号的同步采样信息。利用合并切换信号技术,将闭环系统建模为具有状态误差和增广切换信号的切换随机系统。然后,通过多重李雅普诺夫函数方法和范数放缩,获得了充分的均方指数稳定性条件。同时,给出了切换随机系统的稳定控制器设计方法。最后,通过数值仿真验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 切换随机系统 平均驻留时间 事件触发控制 均方指数稳定性
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时滞半Markov切换随机系统输入–状态稳定性分析的时变驻留时间条件方法
8
作者 刘乾 何勇 宁重阳 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期322-330,共9页
本文针对时滞半Markov切换随机系统,建立了一种基于时变驻留时间条件的不定多重Lyapunov-Razumikhin函数方法,给出了系统输入–状态稳定性和积分输入–状态稳定性判别条件.一方面,构造了一种不定多重Lyapunov函数,不要求每个子系统对应... 本文针对时滞半Markov切换随机系统,建立了一种基于时变驻留时间条件的不定多重Lyapunov-Razumikhin函数方法,给出了系统输入–状态稳定性和积分输入–状态稳定性判别条件.一方面,构造了一种不定多重Lyapunov函数,不要求每个子系统对应的Lyapunov-Razumikhin函数导数总是保持负定,从而放宽了对于子系统稳定性要求,甚至允许了不稳定子系统的存在;另一方面,提出了一种时变驻留时间条件来表示半Markov切换信号的切换次数与子系统驻留时间之间的关系,利用时变函数对切换次数进行估计,间接放松了不定多重Lyapunov-Razumikhin函数选取的限制.最后,数值算例验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 半Markov切换系统 随机系统 时滞系统 输入–状态稳定性 Lyapunov-Razumikhin函数 不定多重Lyapu-nov函数 时变驻留时间条件
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倒向重随机系统的非零和微分对策问题的研究及应用
9
作者 许洁 张瑞 蔺瑞强 《通化师范学院学报》 2023年第10期15-20,共6页
该文研究了倒向重随机系统的非零和微分对策问题,利用经典的凸变分技术,结合倒向重随机微分方程理论,给出纳什均衡点存在的充分条件,并将所得的结果应用到一类线性倒向重随机微分对策问题中,给出纳什均衡点的显示表达式.
关键词 倒向重随机系统 非零和微分对策 纳什均衡点 充分条件
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非线性随机系统的独立失效模式可靠性灵敏度 被引量:47
10
作者 张义民 刘巧伶 闻邦椿 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期117-120,共4页
较好地解决了具有独立失效模式的多自由度非线性随机参数振动系统的可靠性灵敏度分析问题.应用四阶矩技术和Edgeworth级数把未知的响应和状态函数的概率分布展开成标准的正态分布的表达式,从而确定了系统的可靠度和可靠性灵敏度,并放松... 较好地解决了具有独立失效模式的多自由度非线性随机参数振动系统的可靠性灵敏度分析问题.应用四阶矩技术和Edgeworth级数把未知的响应和状态函数的概率分布展开成标准的正态分布的表达式,从而确定了系统的可靠度和可靠性灵敏度,并放松了随机参数的分布概型和激励类型. 展开更多
关键词 非线性随机系统 独立失效模式 可靠性灵敏度 随机参数
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随机系统的多模型直接自适应解耦控制器 被引量:13
11
作者 郑益慧 王昕 +1 位作者 李少远 姜建国 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期1295-1304,共10页
针对多变量离散时间随机系统,提出了一种采用广义最小方差性能指标的多模型直接自适应解耦控制器.该多模型控制器由多个固定控制器和两个自适应控制器构成.固定控制器用以覆盖系统参数的可能变化范围,自适应控制器用以保证系统的稳定性... 针对多变量离散时间随机系统,提出了一种采用广义最小方差性能指标的多模型直接自适应解耦控制器.该多模型控制器由多个固定控制器和两个自适应控制器构成.固定控制器用以覆盖系统参数的可能变化范围,自适应控制器用以保证系统的稳定性和提高暂态性能.该多模型控制器利用矩阵的伪交换性和拟Diophantine方程性质,基于广义最小方差性能指标,将随机系统辨识算法和最优控制器设计相结合,直接辨识出控制器的参数,通过广义最小方差性能指标中加权多项式的选取,不但实现了多变量系统的动态解耦控制,而且消除了稳态误差、配置了闭环极点.文末给出了全局收敛性分析.仿真结果表明该方法明显优于常规自适应控制器. 展开更多
关键词 多模型 随机系统 直接自适应控制 动态解耦
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一类随机系统完全统计特征控制 被引量:6
12
作者 杨恒占 钱富才 +1 位作者 黄姣茹 高嵩 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期669-675,共7页
非线性随机系统完全统计特征控制优于低阶矩控制,但往往因为算法的复杂性难以实际应用.本文针对受高斯白噪声激励的标量非线性随机系统,针对状态响应提出了一种完全统计特征控制方法.首先将刻画完全统计特征的概率密度函数表示成指数函... 非线性随机系统完全统计特征控制优于低阶矩控制,但往往因为算法的复杂性难以实际应用.本文针对受高斯白噪声激励的标量非线性随机系统,针对状态响应提出了一种完全统计特征控制方法.首先将刻画完全统计特征的概率密度函数表示成指数函数,利用FPK(Fokker-Planck-Kolmogorov)方程求出概率密度函数的各阶导数,进而建立指数函数Taylor展开的系数与待求反馈控制增益间的关系.然后,依据控制目标给出了求解反馈增益的优化问题.针对目标概率密度函数的不同情况,分别给出了跟踪控制策略:对于指数函数Taylor展开为有限项形式的情况,能够直接得到控制增益并完全跟踪目标概率密度函数;其他情况下,也能够达到较好的控制效果.仿真验证了本文方法的有效性. 展开更多
关键词 非线性 随机系统 完全统计特征 FPK方程
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时滞不确定随机系统基于参数依赖Lyapunov函数的稳定条件 被引量:14
13
作者 吴立刚 王常虹 +1 位作者 高会军 曾庆双 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期607-612,共6页
针对一类具有凸多面体参数不确定性的时滞随机系统,研究了其鲁棒稳定性问题.通过引入适当的加权矩阵变量来寻找Leibniz-Newton公式各项之间的关系,从而直接地处理系统中的时滞状态项,避免了常规的应用Leibniz-Newton公式来进行模型变换... 针对一类具有凸多面体参数不确定性的时滞随机系统,研究了其鲁棒稳定性问题.通过引入适当的加权矩阵变量来寻找Leibniz-Newton公式各项之间的关系,从而直接地处理系统中的时滞状态项,避免了常规的应用Leibniz-Newton公式来进行模型变换的间接方法所带来的较大保守性.采用参数依赖Lyapunov函数方法,推导了此类系统鲁棒稳定的时滞相关的充分条件.本文所得条件为线性矩阵不等式形式,便于借助于内点算法进行求解.仿真实例证明了本文所提出的稳定条件具有较低的保守性. 展开更多
关键词 参数依赖LYAPUNOV函数 时滞相关:随机系统 凸多面体不确定性 线性矩阵不等式
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随机系统的鲁棒状态反馈控制 被引量:7
14
作者 吴淮宁 谢凯年 尤昌德 《信息与控制》 CSCD 北大核心 1998年第1期1-5,共5页
对结构参数不确定的随机线性时不变系统的无限时间鲁棒状态反馈控制问题进行了研究.给出了鲁棒控制器的存在条件及其状态空间表达形式,而且也给出了系统输出的渐近协方差所规定的性能界.仿真结果表明,本文所提供的方法大大改善了系... 对结构参数不确定的随机线性时不变系统的无限时间鲁棒状态反馈控制问题进行了研究.给出了鲁棒控制器的存在条件及其状态空间表达形式,而且也给出了系统输出的渐近协方差所规定的性能界.仿真结果表明,本文所提供的方法大大改善了系统的输出性能,且具有很强的鲁棒性. 展开更多
关键词 鲁棒性 状态反馈控制 控制理论 随机系统
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时滞线性随机系统的均方稳定性与反馈镇定 被引量:8
15
作者 邓飞其 冯昭枢 刘永清 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第4期441-447,共7页
本文研究Ito型随机滞后系统的均方稳定性与反馈镇定.文中首先建立了Ito型随机滞后系统的新型稳定性定理,然后采用适当的Lyapunov泛函得到了时滞线性随机系统零解均方渐近稳定的一个充分性判据,该判据适用于完全滞后型... 本文研究Ito型随机滞后系统的均方稳定性与反馈镇定.文中首先建立了Ito型随机滞后系统的新型稳定性定理,然后采用适当的Lyapunov泛函得到了时滞线性随机系统零解均方渐近稳定的一个充分性判据,该判据适用于完全滞后型的随机系统,据此判据,文中给出了时滞线性随机系统的滞后反馈镇定方法. 展开更多
关键词 时滞 线性随机系统 均方稳定性 反馈镇定
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时不变线性Ito随机系统均方稳定性的充要条件 被引量:9
16
作者 邓飞其 冯昭枢 刘永清 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第4期510-512,共3页
时不变线性It随机系统均方稳定性的充要条件邓飞其,冯昭枢,刘永清(华南理工大学自动化系广州510641)关键词:线性随机系统,均方稳定性,充要条件,系数矩阵,Hurwitz性质1弓I言在随机系统模型中,It6型随机系... 时不变线性It随机系统均方稳定性的充要条件邓飞其,冯昭枢,刘永清(华南理工大学自动化系广州510641)关键词:线性随机系统,均方稳定性,充要条件,系数矩阵,Hurwitz性质1弓I言在随机系统模型中,It6型随机系统是最重要的类型之一,许多具有有色... 展开更多
关键词 线性随机系统 均方稳定性 充要条件
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具有条件马尔科夫结构的离散随机系统最优控制 被引量:7
17
作者 方洋旺 王洪强 伍友利 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期99-102,共4页
基于Bellman随机非线性动态规划法,提出了具有条件马尔科夫跳变结构的离散随机系统的最优控制方法,应用随机变结构系统的性质对最优控制算法进行了简化处理,并将后验概率密度函数用条件高斯函数来逼近,针对一类具有条件马尔科夫跳变结... 基于Bellman随机非线性动态规划法,提出了具有条件马尔科夫跳变结构的离散随机系统的最优控制方法,应用随机变结构系统的性质对最优控制算法进行了简化处理,并将后验概率密度函数用条件高斯函数来逼近,针对一类具有条件马尔科夫跳变结构的线性离散随机系统,给出了其逼近最优控制算法. 展开更多
关键词 随机系统 最优控制 条件马尔科夫结构 Bellman随机动态规划法
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基于不确定随机系统的新一代智能变电站可靠性分析 被引量:5
18
作者 张籍 杜治 +4 位作者 谢瀚阳 蔡勇 陈艳波 颜炯 谢东 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期210-217,共8页
建设新一代智能变电站(NGSS)是破解当前智能变电站技术推进瓶颈、实现未来智能电网发展的迫切需求,而NGSS的可靠性分析是其中重要的环节。为了解决NGSS可靠性分析中新型设备的可靠性指标表征问题,提出了基于不确定随机系统的NGSS可靠性... 建设新一代智能变电站(NGSS)是破解当前智能变电站技术推进瓶颈、实现未来智能电网发展的迫切需求,而NGSS的可靠性分析是其中重要的环节。为了解决NGSS可靠性分析中新型设备的可靠性指标表征问题,提出了基于不确定随机系统的NGSS可靠性分析方法,其特点在于:新型设备可靠性指标统计缺乏时,所提方法仍能进行可靠性分析;可靠性分析结果以不确定期望和一定置信度下的区间表示。算例仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 新一代智能变电站 可靠性分析 不确定测度 不确定随机系统 不确定期望 置信度
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具有分布时滞的中立型随机系统的非易碎鲁棒H∞控制 被引量:10
19
作者 宋博 徐胜元 夏建伟 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期261-264,共4页
针对一类具有分布时滞的不确定中立型随机系统,研究了其具有反馈增益变化的H∞状态反馈控制器的设计问题,即设计的控制器当自身受到外部扰动时仍能完成对系统的镇定并满足H∞性能。利用Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法,提出... 针对一类具有分布时滞的不确定中立型随机系统,研究了其具有反馈增益变化的H∞状态反馈控制器的设计问题,即设计的控制器当自身受到外部扰动时仍能完成对系统的镇定并满足H∞性能。利用Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法,提出了中立型随机系统的非易碎状态反馈H∞控制器存在的充分条件,并给出了相应控制器的设计方法。最后给出数值算例验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 随机系统 中立型系统 分布时滞 非易碎控制 H∞控制 线性矩阵不等式
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多模态It随机系统的均方稳定性与鲁棒镇定 被引量:7
20
作者 邓飞其 陈金堂 刘永清 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期569-572,共4页
研究由连续时间Markov链所确定的多模态It^o随机系统的均方稳定性与鲁棒镇定 ,得到了一般多模态It^o随机系统的k阶矩指数稳定性定理 ,线性不确定系统的均方稳定性定理 ,给出了线性不确定系统的鲁棒镇定控制器 .
关键词 均方稳定性 多模态Ito随机系统 鲁棒镇定
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