一类离散p-Laplacian系统周期解的存在性

研究非自治离散p-Laplacian系统的周期解的存在性.当具有p-次线性增长非线性项时,利用临界点理论得到了系统周期解存在性的充分条件,所得结果推广了已有结果.

一种含扰动非线性离散系统的故障观测器设计方法

针对一类含扰动、传感器故障和执行器故障的非线性离散系统,提出了一种新型的故障观测器设计方法,该方法既考虑到了故障的类型,又考虑到了故障估计误差的收敛速度,故障估计方法适用性更强。首先,构造出含系统状态和传感器故障的增广向量,得到一个等价的广义系统;其次,考虑到系统中的执行器故障及故障估计的速度,构建同时含系统状态、执行器故障和传感器故障的故障观测器,并给出故障观测器存在的充分条件;最后,通过某飞机的纵向运动系统等非线性离散系统模型,对增广状态向量进行鲁棒估计,故障估计结果验证了该方法的优越性。

随机离散事件系统基于动态观测的安全诊断研究

现有随机离散事件系统研究大都是假设事件的可观测性是固定不变的,而许多实际应用系统中事件的可观测性往往与系统所处的状态有关。为此,本文提出一种动态观测下随机离散事件系统安全可诊断方法。引入一种动态观测,使每一个状态都有各自独立的可观事件;对动态观测下随机离散事件系统安全可诊断性进行形式化;推导出一个基于安全诊断器的动态观测下随机离散事件系统安全可诊断性的充分必要条件,实现动态观测下随机离散事件系统的故障安全诊断。

一种含扰动离散非线性系统状态观测器的设计方法

针对一类含扰动的非线性离散系统,讨论了系统状态观测器的设计问题,给出了一种离散系统状态观测器的设计方法,并将该方法应用到奇异系统观测器设计中。首先,根据李雅普诺夫稳定性理论,得到离散系统在不含外部扰动下观测器增益矩阵存在的充分条件;其次,考虑到离散系统的扰动项,针对系统中的外部扰动在李雅普诺夫函数设计中纳入性能指标,得到含扰动情况下离散系统观测器增益矩阵存在的充分条件,该方法可以通过设置性能指标减弱扰动对系统状态估计的影响,同时也有利于增益矩阵的设计与求解;最后,将非线性离散系统观测器的设计方法推广到奇异系统中,从而使该方法更具一般性。利用三个数值算例对所提方法进行了检验,仿真结果表明了文中所提方法的可行性与有效性。

基于二维离散混沌系统和DNA的图像加密方案

为丰富低维离散混沌系统的动力学特性以及克服脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)编码的引入使混沌图像加密系统安全性易于降低的问题,基于Arnold映射构建具有恒定正Lyapunov指数的2维离散混沌系统,并将其与DNA编码结合,设计一个混沌图像加密方案.所设计的混沌系统模型中不含非线性项,系统具有超混沌动力学行为;加密方案中用于加密的混沌序列为明文图像像素与密钥的加取模运算结果,图像按4×4大小予以分块,扩散算法中的DNA加减、异或、同或等运算分别基于DNA编码规则1、规则4和规则7.仿真实验和性能分析结果表明:加密方案的密钥空间达到2^(266),信息熵为7.9993 bit,密钥灵敏度达到10^(−15),平均像素变化率(number of pixel change rate,NPCR)、统一平均变化强度(unified average change intensity,UACI)、块平均变化强度(block average change intensity,BACI)分别为99.6092%、33.4664%、26.7718%.

转移概率部分未知的离散时间Markov跳变系统Nash微分博弈

考虑到转移概率矩阵元素无法完全获悉,如何在转移概率部分未知的情境下研究离散时间Markov跳变系统Nash微分博弈是有待解决的问题之一,这一问题可以为转移概率部分未知的Markov跳变系统Nash微分博弈理论在管理问题上的应用提供理论支撑。基于此,本文首先研究单人博弈情形,即ε-次优控制问题,借助自由连接权矩阵和配方法,得到了ε-次优控制策略存在的充分性条件,并给出了成本函数上界的显式表达;然后延伸至双人博弈进行分析,得到了ε-次优Nash均衡策略存在的条件等价于求解双线性矩阵不等式和矩阵不等式的优化问题,并通过启发式算法求解优化问题得到ε-次优Nash均衡策略;最后通过数值算例证明了主要结论的有效性。

基于等价输入干扰的不确定离散时间系统预见重复控制

针对一类具有外部干扰的不确定线性离散系统,提出一种基于等价输入干扰(equi-valent input disturbance,EID)补偿的预见重复控制设计方法。首先,为了在提高系统跟踪精度的同时对外部干扰进行主动抑制,提出一种前向通道包含预见和重复控制器、反馈通道包含EID补偿的多自由度系统结构。然后,利用T阶差分算子,获得包含目标信号预见信息、重复控制器输出以及重构干扰的增广离散系统。于是,设计控制器的问题,变成了离散系统在二次性能指标下的稳定性问题。进一步,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)处理技巧,得到系统稳定性条件,进而获得控制器参数化方法。最后,数值仿真验证了所提方法的有效性。

2-D离散时滞系统的新时滞相关稳定性准则

研究了具有时变时滞的二维(two-dimensional,2-D)离散系统的时滞相关稳定性问题.所创建的Lyapunov-Krasovskii泛函(Lyapunov-Krasovskii functionals,LKFs)考虑在二次项和单项求和项中引入时滞相关矩阵,包含了更多的状态信息.同时在单项求和项中引入增广向量矩阵,并给出适用于2-D系统的多重辅助函数不等式和互凸组合不等式,用于处理LKFs差分,以便降低计算负担.然后,为具有时变时滞的2-D离散系统推导出保守性更小的稳定性准则.通过两个数值算例验证了所设计方法的有效性和优越性.

基于FCPN的离散制造系统质量风险分析评估研究

针对离散制造系统随机性、多样性以及复杂性的特点,高效、准确地识别系统质量风险因素并进行质量风险量化评估是制定相应质量控制活动、提高产品质量的关键。为此,首先构建模糊着色Petri网的产品质量风险评估模型。然后,确定模糊推理规则,并通过现场获取的置信度经验值进行模糊推理,计算得出中间库所和终止库所的置信度。最后,以汽车顶盖冲压工艺过程为例进行分析,验证了该模型的合理性,并且可推广应用到其他同类离散制造过程。

不确定非线性离散系统指令滤波事件触发控制

本文提出了考虑输入饱和的一类不确定非线性离散系统的事件触发指令滤波控制方法.采用指令滤波控制技术解决了传统反步法存在的“因果矛盾”问题,引入补偿机制提高了系统的控制精度;利用事件触发机制能够避免自适应律和控制律的频繁更新,降低了计算负担,提高了资源利用率;运用模糊逻辑系统逼近系统中未知的非线性函数;结合李雅普诺夫稳定性理论,验证了提出的控制方案能够保证跟踪误差收敛到原点小的邻域内以及闭环系统的所有信号有界.仿真结果表明,本文提出的控制方法具有较强的鲁棒性及较好的跟踪性能.

带p-Laplacian算子的分数阶微分方程半正系统正解的存在性

对一类带有p-Laplacian算子和含有分数阶积分的奇异非线性项的Riemann-Liouville型分数阶微分方程半正系统正解的存在性进行了分析与研究,其边界条件包括不同阶的分数阶导数、Riemann-Stieltjes积分和无穷点边值条件.基于相关Green函数的性质以及不动点指数定理,得到了参数属于合适区间时,该系统至少存在一个正解的充分条件.通过具体实例验证了所得结果的实用性.

面向数字孪生的柔性离散事件系统建模与仿真平台设计

针对当前仿真平台难以在具有较高柔性的系统中建立数字孪生模型的问题,提出了面向数字孪生的柔性离散事件系统建模与仿真平台设计方法。该方法首先进行需求层次分析,建立平台设计逻辑模型指导设计,并基于该逻辑模型提出了平台在仿真引擎、柔性孪生模型建模、可视化3个方面的详细设计方法,建立平台总体架构。为实现平台与数字孪生相结合,提出了基于物理实体状态的事件推进机制和面向优化算法的仿真步进迭代机制的数据交互机制。最后,基于该设计方法开发了原型平台NextING,并与商业仿真软件Plant Simulation进行对比测试,通过一个装配流水线实例以及一个移动机器人存取系统实例验证了该方法的有效性。

分布式随机离散事件系统的模式故障安全诊断

现有分布式随机离散事件系统的研究都集中在单个事件导致的故障上,然而许多实际应用系统所发生的故障往往是由一系列事件相继发生而导致的。针对此类故障的检测问题,本文提出了一种随机离散事件系统的模式故障安全协同诊断方法。首先,对分布式随机离散事件系统的模式故障安全协同可诊断性进行了形式化。然后,通过构造模式故障安全协同诊断器,提出了一个基于安全协同诊断器的分布式随机离散事件系统的模式故障安全协同可诊断性的充要条件,实现了分布式随机离散事件系统的模式故障安全诊断。

几种离散时间系统的移不变性证明

线性移不变系统的分析是“数字信号处理”课程的重点内容,而移不变性是线性移不变系统必须满足的性质之一。当系统输入与输出关系涉及时间折叠、抽取与内插等关于时间变量的复合运算时,系统移不变性的分析将会变得十分抽象。证明了几种典型的涉及时间变量复合运算的离散时间系统是否满足移不变性质,并给出了相应的例子以便于理解。最后总结了此类系统关于移不变性的一般规律。

随机乘性噪声约束多输出离散系统的均方可检测性

本文主要讨论乘性噪声约束下,多输出离散系统均方可检测问题.假定子信道容量是先验固定的,不能任意分配.首先,利用乘性噪声对通信信道进行建模,基于编码/观测器协同设计思想,建立系统均方可检测动态方程.其次,根据控制不等式性质和能控性分解技术,给出网络化系统可检测的充分条件.再次,基于循环分解技术,系统最优补灵敏度以及控制不等式理论等,求得网络化系统可检测的必要条件.所给出的充分和必要条件可用开环系统拓扑熵与子信道信道容量以控制不等式形式表示.最后,数值算例及仿真验证结论的合理性.

一种控制输入约束下的不确定离散系统非脆弱保性能控制器设计

【目的】针对考虑扰动及摄动情况下的控制输入约束的不确定离散系统,提出了非脆弱保性能的控制方法。【方法】首先,以最小化目标函数为性能指标、控制输入饱和范围为约束条件,从而推导出约束状态下的非脆弱保性能控制律。其次,使用李雅普诺夫方程来构造非线性矩阵不等式。再次,结合Schur补定理和布谷鸟群智能优化算法对不等式进行求解,得到控制输入约束下的非脆弱保性能控制律的参数。最后,通过Quanser三自由度陀螺仪平台进行试验验证。【结果】试验结果表明,本研究所提出方法的稳态误差浮动不超过0.07、跟踪误差不超过0.15。【结论】该方法在面对扰动及摄动情况时具有更高的鲁棒性,对提升三自由度陀螺仪的稳定性及控制精度具有重要意义。

离散制造车间设备综合效率监测系统开发

针对离散制造车间手工记录生产数据不及时、不完整而不能满足设备生产效率实时反馈的问题,研究开发车间设备综合效率自动监测系统.根据设备综合效率的监测计算需求,确定系统的总体架构,给出自动和人工相结合的数据采集流程;设计监测系统的功能架构以及数据采集与信息展示界面;完成监测系统的开发与应用.对某汽车零件的加工过程进行试验,结果表明所开发系统能够实时、准确地对车间设备综合效率进行监测.

离散时间多智能体系统鲁棒包含控制

主要研究具有外部干扰的离散时间多智能体系统的鲁棒包含控制.构建离散时间干扰观测器,提出基于输出反馈的包含控制协议;通过求解离散时间的代数黎卡提(Riccati)方程,得到包含控制增益;之后再运用Lyapunov稳定性理论,给出收敛分析,并得到相应的包含条件;最后,利用数值模拟来验证所得到的理论结果.

基于MOM框架的离散型制造企业生产物料多园区配送系统研究

以智能制造提升企业管理水平的需求为背景,基于制造运行管理(MOM)框架和车间准时制物料配送(JIT)理念,提出了一种针对多园区、多生产车间协同生产的离散型制造型企业进行生产物料配送系统的设计方案,对制造过程的复杂生产物料配送任务进行智能化管理。

模型未知的离散事件系统故障诊断方法

针对离散事件系统模型难以建立的大型实际系统,无法对其进行有效故障诊断的问题,提出一种基于主动学习的故障诊断方法。首先,为获取到的系统事件日志添加正常/故障标签,并将日志集划分为训练集和测试集,提出一种基于抽象技术的迭代算法提取训练集中日志的故障特征样本。然后,通过故障特征样本构造初始故障识别器,并利用测试集中的日志检验识别器的准确性。仿真结果表明,该故障诊断算法使得模型未知下诊断精度更高。最后,实例说明系统模型未知下故障诊断算法的应用。与现有研究相比,提出的方法可以在系统模型未知下进行故障诊断且算法复杂度为多项式,诊断精度更高,应用范围更加广泛。