一阶纯滞后智能非线性PI控制器优化设计

针对大惯性以及纯滞后严重的工业过程对象控制精度低的问题,采用专家控制与单神经元PI控制相结合的算法,并利用自适应变尺度混沌优化方法对其进行最优整定,从而实现了智能非线性PI控制器的优化设计.仿真结果表明,该智能非线性PI控制器具有较高的控制精度.

一种新型的智能非线性PID控制器

在分析总结标准PID控制器、各种变形PID控制器、非线性PID控制器特点的基础上,提出了一种智能非线性PID(INPID)型变结构控制器。将该INPID控制器应用于典型带延迟一阶对象和二阶对象控制,并与传统PID进行了对比,证明该控制器具有良好的控制效果、广泛的对象适应性和很强的鲁棒性。仿真结果表明,在控制量受限越强和系统参数变化范围越大的情况下,其优势越突出。

二阶新型智能非线性PID控制稳定对象时的参数设定方法

介绍了将新型智能非线性PID(INPID)用于二阶稳定对象控制时的参数设定方法 ,推导了相关公式 ,并以某导弹某时刻的线性化模型为例 ,给出了仿真结果 ,表明该设定方法设计出的控制器具有极好的控制效果和极强的鲁棒性。

XZ-Ⅱ型旋转式倒立摆智能非线性控制实验

“现代控制理论”实验课中实验项目“旋转式倒立摆的状态反馈控制器和状态观测器设计”平台对非线性控制实验进行教学改进,通过坐标变换和设计虚拟控制进行非线性输出(负)反馈控制研究,包括Kalman滤波器及应用、动态补偿器设计及稳定条件、智能非线性神经网络建模及应用,基于DSP控制器对一阶旋转式倒立摆系统进行在线控制等。通过课程达成度评价表的成绩定量分析对实验课程目标/对应指标点达成情况,并分析及解决学生实验出现的问题。

非线性广义分数阶多智能体系统迭代学习趋同控制

针对一类含有扰动的非线性广义分数阶多智能体系统,研究其在不同通信拓扑协议下闭环Dα型迭代学习一致性趋同跟踪问题。首先,基于分数阶微积分特性及广义的Gronwall不等式,给出非线性广义分数阶多智能体系统在固定通信拓扑下一致性趋同误差收敛的充分条件。然后,将所得到的理论结果推广到通信拓扑随迭代变轴变化的情形,并分析了被控多智能体系统趋同跟踪误差的收敛特性。最后,通过2个数值仿真实例验证了所提闭环Dα型迭代学习趋同控制协议的有效性。

具有状态时滞和死区的非线性多智能体系统一致性

本文研究了一种带有状态时滞和死区的非线性多智能体系统一致性控制问题。由于系统受死区的影响,本文设计了相应多智能体系统一致性控制器进行处理,并对控制器进行分类分析。其次本文通过假设来使函数满足Lipschitz条件以处理系统中的非线性因素。最后通过构造李雅普诺夫函数和使用牛顿莱布尼茨定理解决时滞对系统的影响,再根据对称矩阵和Kronecker积的性质,及Schur补引理证明了多智能体系统一致性。

具有未知增长率的一类上三角非线性多智能体系统的协同控制

基于有向领导者-追随者型的网络拓扑结构,研究了一类具有未知增长率的上三角非线性多智能体系统的协同控制问题。首先,通过引入坐标变换,将原系统转换为带有时间增益的等效系统;其次,针对标称系统进行控制器设计,获得原系统的分布式时变状态反馈控制器。所设计的控制器能够保证追随者与领导者的输出跟踪误差有界,且闭环系统所有信号有界。最后,利用仿真实例验证了控制方案的有效性。

对抗网络下时滞非线性多智能体系统固定时间二分一致性

本文针对一类存在输入时延的非线性多智能体系统,研究了其在结构平衡的无向符号图下的固定时间二分一致性问题.首先,本文针对智能体间相互合作与相互竞争的关系,设计了一类存在输入时延的多智能体系统固定时间分布式一致性控制协议,使得系统状态在固定时间内收敛到数值相同但符号相反的两个值,且收敛时间上界与初始状态无关.随后,利用Lyapunov稳定性理论和代数图论给出了在存在输入时延的情况下多智能体系统实现固定时间二分一致性的充分条件和收敛时间的上界值,证明了控制算法的稳定性.最后,仿真实例验证了所提固定时间二分一致性算法和理论结果的有效性.

动态非线性智能体网络的渐近一致协议

提出了由一般非线性方程描述的多个智能体组成的网络达成渐近一致的概念,以及多动态智能体网络的渐近一致协议问题,介绍了表征网络信息流的图论知识,讨论了在一定的网络信息流拓扑结构情况下,使用非线性控制理论得出的多动态智能体网络最终达成渐近一致的协议的形式、计算方法及其存在条件。运用该一致协议对多无人机系统进行编队控制,其仿真结果表明了该一致协议的应用领域和有效性。

交互式VOD视频源非线性智能分段算法

为了实现视频点播系统的交互性功能 ,经典的方法是将视频源均匀分割存储 ,以实现其有限的交互性 .从VOD系统的实际出发 ,该文提出了非线性智能分段方法NLSM .它的核心思想是在一段时间内对一定步长范围内VCR交互性操作的到达情况进行统计求和 ,计算系统总体时频总面积 ,并按信道数目将各时间段与VCR发生频率的乘积把总面积均匀等分 ,从而实现视频源在时间轴上的非线性分割 .针对均匀的周期性广播分段方法ESM方案进行比较仿真研究 ,获得了用户VCR请求的响应等待时间的理想结果和最佳的用户等待时间标准偏差、系统拒绝概率和信道吞吐量等方面的优良性能 .NLSM算法对历史信息进行数据挖掘 ,揭示用户对视频节目内容感兴趣程度的潜在分布规律 ,具有良好的自适应能力和学习智能 .算法性能分析和仿真实验的结果说明该方法在实际应用中是可行且高效的 .

数据丢包下事件驱动的非线性多智能体迭代学习控制

针对具有随机链路丢包、通信带宽受限以及模型未知的非线性多智能体一致性问题,提出一种事件驱动的分布式无模型迭代学习控制策略.首先建立系统的事件驱动决策机制,给出基于输出信息的通信触发条件,当该条件满足时触发事件,各智能体间进行通信,不满足条件时则不通信,从而能够有效减少智能体间的大量通信和能量耗散.其次,使用伪偏导数将非线性系统沿迭代轴动态线性化,借助邻居在前一步事件触发时的输出信息设计随机链路丢包补偿机制,再结合事件驱动通信机制设计分布式控制协议.在此基础上,使用压缩映射原理分析算法收敛性能,仿真结果表明随着迭代次数的增加,事件触发间隔变大,所有的智能体将完成对期望轨迹的跟踪.

地震勘探中的非线性智能反演技术

储层预测 ,特别是薄储层预测是当前油气勘探开发不可缺少的技术手段 ,而储层预测成败的关键在于地震反演的精度 .由于地震反演在本质上属于非线性优化问题 ,使得基于线性理论的常规反演方法在多解性问题上显得无能为力 .非线性智能反演是在智能信息技术及反演理论等多学科基础上发展起来的交叉学科 ,它的出现为地震反演带来了生机 ,并很快成为地球物理学家的研究热点 .本文系统地论述了以遗传算法、模拟退火以及人工神经网络为代表的非线性智能反演技术在地震勘探中的应用、取得的成果及发展趋势 .

拓扑切换下IT2 T-S模糊非线性多智能体系统全局逆最优控制

针对连续非线性多智能体系统的全局最优协同控制问题,本文提出了模糊输出反馈和逆最优方法的分布式一致性最优控制律和相应的控制策略.首先,通过一种区间2型T-S模糊模型将非线性系统等价转化为线性系统.其次,基于逆最优方法设计了全局最优协同控制律和相应的模糊输出反馈控制策略,智能体间仅仅通过局部通信,即可实现拓扑切换下非线性多智能体系统的二次性能全局最优控制,且系统的收敛速度大大提高.基于局部稳定性理论给出了全局逆最优控制的充要条件.最后,通过MATLAB算例验证所提方法的正确性和可行性.

基于局部控制器的非线性多智能体一致性分析

研究非线性多智能体系统的一致性问题,由于多智能体要求在网络中所有个体状态趋于一致,所以采用有向图表示的多智能体系统的拓扑结构形式。为了验证一致性,提出一类由自反馈控制器和协调控制器构成的局部控制器,由自反馈控制器保证每个动态节点的稳定性,协调控制器保证网络的全局稳定性和信息的正常交流。根据Lapunov稳定性理论,利用线性化方法,分别采用非线性多智能体系统在固定和切换网络拓扑中进行一致性实验。最后采用6个非线性智能体组成的网络拓扑结构进行计算机仿真,结果验证了理论的正确性。

拓扑切换和时延下的非线性多智能体协同输出调节

为解决拓扑切换和时延条件下的非线性多智能体协同输出调节问题,提出了分布式状态观测器控制算法和模糊反馈控制策略。利用T-S模糊模型将非线性系统转化为线性系统;针对智能体跟随者无法获取外部领导者系统状态的协同输出调节问题,设计了分布式状态观测器和模糊输出反馈控制器,通过状态观测器估计外部领导者系统的状态信息并反馈给系统的控制器,解决了跟随者无法获取外部领导者状态的问题;应用Lyapunov稳定性理论证明了拓扑切换和时延条件下非线性多智能体系统稳定性;最后,通过Matlab算例验证控制律的正确性和有效性。仿真结果表明:所设计的状态观测器能够解决系统状态不可测问题,跟随者能够跟踪到领导者信号,并且跟踪误差为零。

一类具有应力相关迟滞非线性智能结构的建模与跟踪控制研究(英文)

The performance of smart structures in trajectory tracking under sub-micron level is hindered by the stress-dependent hysteresis generated by varying mechanical loads. In this paper,a stress-dependent Preisach operator is proposed for describing the hysteresis nonlinearity under both varying input current and compressive stress featured by introducing the dependence of the density function on the compressive stress. Subsequently,the properties together with the parameter identification scheme based on a fuzzy tree method of the presented operator are investigated to formulate an inverse compensator. Then,a feedback control scheme combined with a feed-forward compensator is implemented to a magnetostrictive smart structure (MSS) for real-time precise trajectory tracking. Compared with the classical operator,the proposed operator and corresponding control scheme experimentally demonstrate a dramatically improved performance for mitigating the effects of stress-dependent hysteresis.

单边Lipschitz非线性多智能体系统一致性追踪控制

针对单边Lipschitz非线性多智能体系统,提出了一种分布式一致性控制方法。首先,构建了领导-跟随者动力学结构,用于实现单边Lipschitz多智能体系统的追踪控制。然后,设计了单边Lipschitz非线性多智能体系统的一致性控制协议,可根据智能体之间局部交互信息构建分布式反馈控制,并将系统的一致性追踪问题转化为系统的稳定性问题。同时,利用Laplacian特性、线性矩阵不等式和Lyapunov函数等理论,给出了单边Lipschitz非线性多智能体系统一致性追踪控制的充分条件。理论结果表明,所设计的控制协议能够实现一致追踪。最后,通过仿真算例验证了理论结果的有效性。

往复工作台的计算机非线性智能控制研究

由可控硅可逆供电的往复工作台采用计算机实行非线性智能控制 ,在工作台上工件重量变化及工作台运行速度改变时 。

非线性模型预测控制的理论及应用综述

对非线性模型预测控制进行了综述.从理论研究和实际应用方面,总结和归纳了非线性预测控制的进展情况,根据不同的预测模型:由最初的线性化模型、机理模型和典型的实验模型到目前成为研究热点的智能模型,讨论了几种典型的非线性模型预测控制方案,并就算法、稳定性、输出反馈和实际应用等方面指出了有待于解决的问题和将来非线性预测控制的发展方向,特别指出了智能非线性预测控制等融合技术是将来研究NMPC的一个重要的发展趋势.

DoS攻击下二阶多智能体系统二分跟踪一致性

针对拒绝服务(denial-of-service,DoS)攻击下的二阶非线性多智能体系统,研究了其领导跟随安全二分一致性问题。所考虑的DoS攻击是基于时间序列且非周期发生的攻击。针对无时滞和有通信时滞两种情形,分别设计了分布式二分一致性协议,利用李雅普诺夫稳定性理论和图论,分析了二分误差系统的稳定性,得到了多智能体系统实现二分跟踪一致性与DoS攻击频率、长度比率及控制参数等相关的充分条件。通过仿真实例验证了所设计方法的正确性。