含不确定参数的智能网联汽车协同编队控制

为应对智能网联汽车协同编队控制中因自身条件以及外部攻击干扰引起的参数不确定变化问题,在智能网联汽车编队运行环境下提出了一种基于观测器的一致性控制协议设计方法。首先,通过设计观测器实现对系统状态、可测噪声和外部扰动等的有效估计。其次,设计适用的分布式一致性控制协议,利用Lyapunov泛函得到系统稳定的充分条件。再次,将观测器的增益矩阵转化为线性矩阵不等式的问题进行求解,利用线性矩阵不等式方法,获得观测器增益矩阵的具体取值,实现对系统状态和参数的准确估计。最后,利用Matlab对系统进行仿真,给定智能网联汽车编队系统各项具体参数,模拟系统存在外部干扰的情况以及参数中含有不确定的情况。仿真表明:在一致性控制后系统内部输入经过15个时间步后得到收敛,对于系统状态和外部干扰,观测器在含有不确定参数的干扰下分别经过17个和20个时间步之后能够进行有效的估计,从理论和仿真2个方面验证了所设计方法的正确性与可行性。

基于不确定参数的变电站碳储量预估方法

设备资产运维精益管理系统(power production management system,PMS)SF6气体量数据不全且误差较大,无法为电网企业核算碳储量以及实现待建变电站碳规划提供基础数据。针对上述情况,研究了计及母线和断路器的变电站碳储量核算方法,并结合宁夏电网现场实测数据,通过MIC法筛选神经网络输入参数,构建了6输入参数的GA-BP、PSO-BP、HPO-BP神经网络模型,结果表明HPO-BP神经网络模型的评估指标及预估结果相对误差(6.28%)均优于其余2种神经网络模型,可以准确核算断路器SF6气体量。针对参数不确定情况,根据PCCs法分析不同参数之间的线性关系,构建了3输入参数的HPO-BP神经网络模型,预估结果相对误差为9.72%。通过遍历输出方式,在参数不确定情况下输出多组断路器SF6气体量预估数据,利用求和累积方法获取变电站总SF6气体量,并量化为变电站碳储量,从而为电网企业实现“双碳”目标提供数据支撑。

基于逐层试验设计的多维不确定参数对水资源配置结果的影响研究

不确定参数对水资源配置结果有着重要影响,相关研究较少定量评估不确定参数输入带来的系统响应情况变化。以区间数表示水资源配置涉及的不确定参数,构建了含多维不确定参数的不精确两阶段随机规划模型,然后采用逐层试验设计方法,量化不确定参数对目标值、配置决策等配置结果关键边界特征(上界、中值、下界)的主效应、交互效应和贡献率,最后以南渡江流域为实例验证本方法的实用性。结果表明,在规划年2030年,南渡江流域管理者可以按照预先定义的供水目标上限供水,预期供水总收益为[213.11,305.89]亿元。逐层试验设计能够定量分析多维不确定参数对配置结果的影响,中游、下游的农业和市政供水效益系数对供水总效益下界、中值、上界的贡献率可达60%以上,中游农业供水效益系数变化造成的供水总收益变化最大,对供水总效益的下界、中值、上界的主效应分别为44.22、48.28、43.01;P=95%特别枯水年来水量对总缺水量下界、中值、上界的贡献率可达50%以上,其主效应分别为-11.04、-22.30、-24.12,其变化造成的总缺水量变化最大;供水总效益或总缺水量下界、中值和上界的主要影响参数类型一致,但是不同界限上贡献率值不同,且交互效应影响很低。研究结果可为南渡江流域水资源配置方案制定和水安全保障分析提供科学依据。

双不确定参数作用下双稳态能量采集系统的随机响应分析

非线性多稳态能量采集系统模型复杂、结构参数较多,由于测量、加工、装配过程中不可避免的存在误差,这些结构参数都存在一定的不确定性.而关键参数的微小变化都可能对系统输出电压产生显著影响,特别当多不确定参数同时存在时,可能会对系统能量采集性能产生更加复杂的影响.因此,研究多不确定参数作用下非线性能量采集系统的随机行为十分必要.本文针对具有双不确定参数的双稳态能量采集系统,首先,利用Routh-Hurwitz定理分析了确定性双稳态系统平衡点的稳定性及其静态分岔特性;继而,借助正交多项式逼近法,将具有两个相互独立的不确定机电耦合系数的随机双稳态系统转化为等价确定性扩阶系统,使系统的随机响应问题转换为等价系统的响应问题;之后,从全局和局部两个角度出发,通过等价系统与确定性系统吸引子、吸引域、相轨、均方电压以及能量转化率的对比,揭示了不确定参数对系统动力学行为和发电性能的影响.结果表明,在一些敏感的参数区间内,两机电耦合系数的不确定性均会导致系统运动状态发生变化,且不确定参数强度越大,系统会越早通过倍周期分岔级联进入混沌状态;此外,在两机电耦合系数的不确定性作用下,系统均方电压均会出现一定程度的降低;且与电方程中机电耦合系数相比,机械方程中机电耦合系数对系统的影响更显著,当两不确定参数共同作用时,系统的能量采集性能变化更显著.

考虑多间隙关节和不确定参数机构的非线性动力学分析

以典型四杆机构为研究对象,利用蒙特卡洛算法模拟不确定几何参数与间隙大小的生成,建立含多间隙关节和不确定参数的四杆机构非线性动力学方程,提出一种考虑多间隙关节和不确定参数机构的非线性动力学分析方法。首先,研究了不同情况下间隙关节和不确定参数对机构运动精度的影响,并量化机构运动误差;然后,重点探究了不确定参数、曲柄转速、间隙尺寸和间隙位置对四杆机构分岔与混沌现象的影响。分析结果表明:由于间隙关节和不确定参数的影响,导致了机构运动精度的降低;同时,利用分岔图证明了系统分岔和混沌行为对曲柄转速、间隙尺寸的依赖和敏感性;曲柄转速与间隙尺寸的变化,是导致机构出现分岔与混沌行为的主要因素,不确定几何参数对机构整体分岔现象的影响有限。

有限理性下不确定参数多目标博弈平衡的稳定性

本文从有限理性的角度,建立了不确定参数下多目标博弈的有限理性模型,并通过构造特殊的理性函数,证明了在支付函数发生扰动的情况下,该有限理性模型是结构稳定的,并且对弱 ε-Pareto-NS平衡也是鲁棒的。进一步,我们通过具体算例对其平衡的稳定性进行更加直观的验证分析。

具有非线性不确定参数的电液伺服系统自适应backstepping控制

针对电液伺服系统中存在非线性不确定参数的问题,提出了一种采用积分型Lyapunov函数的自适应backstepping控制方法.首先定义积分型Lyapunov函数,将电液伺服系统中的非线性不确定参数转化为线性表示;然后逐步递推设计backstepping控制器,同时在控制律中加入阻尼项,从而补偿外界干扰对控制性能的影响;基于Lyapunov稳定性方法,设计了参数自适应律,并且在自适应律中引入充分光滑投影算子,实现对电液伺服系统中不确定参数漂移的抑制作用.搭建了AMESim与MATLAB的联合仿真平台,对所设计的自适应backstepping控制器进行仿真,作为对比,设计了不带有非线性参数估计的自适应backstepping控制器和PID算法.仿真表明,本文所设计的控制器具有良好的跟踪性能和补偿非线性不确定参数变化的能力.

含有非线性不确定参数的电液系统滑模自适应控制

针对含有非线性不确定参数的电液控制系统,提出了一种滑模自适应控制方法.该控制方法主要是为了解决由于初始控制容积的不确定性而引起的,非线性不确定参数自适应律设计的难题.其主要特点为,通过定义一个新型的特殊Lyapunov函数,进而构建系统的自适应控制器及参数自适应律,并结合滑模控制方法及一种简单的鲁棒设计方法,给出整个电液系统的滑模自适应控制器,及所有不确定参数的自适应律.试验结果表明,采用该控制方法能够取得良好的性能,尤其可以补偿非线性不确定参数对系统的影响.

含不确定参数的复合材料板振动的区间分析法

提出了求解具有不确定参数的复合材料板的振动固有频率区间分析法 .区间分析法利用区间数学和泰勒定理 ,把不确定变量简化为区间向量 .这样可以在较少的结构信息的情况下确定结构响应的变化区间 .在样本比较小 ,概率统计特性缺乏 ,从而通常的概率统计方法不能有效应用时 ,区间分析仍然有效 .对复合材料板的振动固有频率的区间法公式进行了推导 ,并用 2个数值例子与凸模型方法的解进行比较 .

一类具有不确定参数的非线性相似组合系统的鲁棒控制器设计

针对一类具有不确定参数的非线性相似组合控制系统 ,利用状态反馈精确线性化方法 ,设计出一种鲁棒控制器 .结果表明 ,相似结构确实可以简化组合系统的分析与设计 .最后的算例表明了结果的有效性 .

考虑不确定参数的齿轮副非线性动态特性分析

为分析系统动力学参数的不确定性对齿轮副动态响应的影响情况,建立含齿侧间隙和时变啮合刚度的齿轮副动力学模型,并运用区间谐波平衡法分析了考虑区间系统参数的齿轮副非线性系统动态响应。区间谐波平衡法主要是将谐波平衡法与Chebyshev区间包含函数相结合,通过该方法对比分析了两种不同阻尼情况下的齿轮系统频域响应情况。结果表明:在弱阻尼(ζ)情况下,系统存在明显的非线性跳跃现象,而且系统频域响应对刚度参数和阻尼参数的波动性不敏感,而对激励参数和齿侧间隙的波动性敏感。而当ζ=0.1时,系统响应的非线性跳跃现象消失,系统响应幅值降低。刚度参数、载荷参数和齿侧间隙的波动性对所分析区域内的系统响应均有明显影响。阻尼参数的波动性对系统响应的影响则集中于主共振区域。

炸药爆轰产物Jones-Wilkins-Lee状态方程不确定参数

Jones-Wilkins-Lee(JWL)状态方程是一种不显含化学反应、由实验方法确定参数的半经验状态方程,能比较精确地描述爆轰产物的膨胀驱动做功过程.在JWL状态方程中有多个未知(不确定)参数需要确定.传统的确定JWL状态方程参数的方法是"调参数",人为因素影响较大,无法给出参数的不确定性信息.本文利用贝叶斯分析方法研究了炸药的不确定参数,该方法能够基于以往的认识、实验和模拟数据标定(calibration)不确定参数.在本文结果中,不确定参数的后验分布均值与文献结果相符合,基于参数标定结果的数值模拟90%置信区间完全包含实验数据.数值标定结果说明贝叶斯参数标定适用于确定样品炸药的JWL状态方程参数.特别是,在本文JWL状态方程参数标定过程中极大地减少了人为因素的影响.

智能结构不确定参数系统振动控制及其摄动分析

结构建模中通常考虑不确定性等因素以确保系统及其控制系统具有良好的鲁棒性,由于参数不确定性引起的系统参数的变化将导致系统性能退化,甚至影响系统内部稳定性,所以不确定性概念在工程结构的分析与设计中起到重要的作用。研究了具有不确定参数系统鲁棒性理论,提出了抑制系统振动的控制规律;基于矩阵摄动法讨论了不确定参数对智能结构系统的影响,并利用不确定性凸模型理论分析了智能结构具有不确定参数系统稳定性的问题,提出了分析含不确定参数系统鲁棒性的方法。算例说明该方法的有效性。

带有非线性不确定参数的线性系统的鲁棒稳定性和鲁棒镇定问题

研究带有非线性不确定参数的线性系统的鲁棒稳定性和鲁棒镇定问题。讨论一种有很强实际应用背景并允许带有二次不确定参数的模型 ,研究该系统的鲁棒稳定性和鲁棒镇定问题。以 L MI的形式给出了判据 ,并举例证明了该方法的优越性。

基于不确定参数的QoS路由研究

作为未来网络资源管理的一个重要组件 ,Qo S路由问题越来越受到人们的重视 .为了保证网络服务质量 ,希望根据多个 Qo S约束的尺度 ( metrics)来选择可行的路由 .但由于网络本身的动态性和复杂性 ,网络状态信息具有固有的不确定性 ,因此有必要研究不确定参数对 Qo S路由的影响 .通过形式化地描述基于带宽和延迟的不确定参数的Qo S路由问题 ,给出了相应的处理模型和算法 ,并从实现的角度探讨了具有一定适应性的多路径 Qo

含滞后及不确定参数动态过程系统的定量优化方法与应用

许多动态化工系统含有不确定参数。当含不确定参数的过程系统又带有滞后环节时,系统的优化问题就变得非常复杂。对含不确定参数的化工系统的动态过程进行优化,若未考虑滞后环节对动态优化结果的影响,不能保证系统实际操作的优化及安全运行。本文采用改进的有限元正交配置优化算法,较好地解决了含有滞后、不确定参数的化工过程的动态优化问题。最后将一个具有循环返料的反应-分离器系统以及一个绝热反应釜作为案例对该优化方法的应用进行分析,根据案例的研究验证了该优化方法的有效性,从而为含有滞后、不确定参数的动态系统的设计和操作性能优化提供一种有效的定量分析方法和理论依据。

含不确定参数弹簧质量系统振动反问题的区间分析法

将不确定参数用区间向量进行定量化,基于区间数学理论提出一种可以预测弹簧质量系统的弹簧系数和质量所在范围的非概率区间分析方法.与传统的概率分析方法相比,它只需确定不确定参数所在范围的界限,而不需要其它任何概率统计信息.通过数值算例,以MonteCarlo模拟结果作为基础将区间分析方法与概率分析方法进行了比较,显示了不确定参数在小范围内变化时区间分析方法的有效性和数值稳定性.

不确定参数下离散混沌系统的开闭环控制

在很多实际环境中,系统模型参数经常是不确定的,使离散混沌系统的控制策略可能不再有效。当参数不能直接观测时,开闭环控制方案将由于不精确的系统模型而失效。针对这个问题,提出了参数自适应开闭环控制策略来控制不确定参数的离散混沌系统。对开闭环控制在不确定参数条件下,参数变化满足控制需要的条件进行了讨论。同时,提出了参数自适应开闭环控制,将原有的开闭环控制推广到更大的范围。从Henon系统的仿真中,参数自适应开闭环控制策略显示了良好的抗扰动特性。

含不确定参数的时滞非线性系统的鲁棒镇定性

讨论了一类含不确定参数的时滞非线性系统的鲁棒可镇定性．利用代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程的正定解以及Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性的概念，得到了该系统可由状态反馈控制器镇定的充分条件，并给出了控制器的设计．

不确定参数结构的区间优化方法

针对不确定参数结构,提出一种结构区间优化设计方法。由于区间优化问题一般要比确定性优化问题的求解复杂得多,因此,通过优化结构动力响应区间值的上界,将区间优化问题转化为近似的确定性优化问题。区间优化方法可以得到比传统确定性优化方法更多的优化信息。把该方法应用于典型桁架结构,优化结果表明,区间优化方法不仅能得到与传统优化方法大致相当的设计变量最优值,还能得到目标函数相应于设计变量最优值波动时的一个变化范围。