离散时间平均场随机系统的滚动时域控制

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。

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。

随机非线性系统的有限时间命令滤波输出反馈跟踪控制

研究了一类随机非线性系统的输出反馈跟踪控制问题。首先,引入带有补偿机制的有限时间命令滤波技术,以解决传统反步法带来的复杂度爆炸问题。然后,借助于自适应控制策略来补偿不确定参数。在该控制策略下,输出信号能够在有限时间内跟踪给定的目标信号。利用随机有限时间稳定性理论,将有限时间命令滤波技术与模糊逻辑系统相结合,确保输出跟踪误差系统能够在有限时间内实现稳定。最后通过仿真验证设计控制器的有效性。

Markov切换拓扑下离散多智能体系统滑模一致性控制

针对具有Markov切换拓扑的离散多智能体系统,研究了其在滑模控制下的均方领导跟随一致性问题。通过引入Markov切换拓扑,描述了智能体之间的随机信息交互。采用一致性误差定义了与随机切换拓扑相关的滑模面。根据理想准滑动模态条件得到了等效控制律,并将离散多智能体系统的一致性问题转化为领导跟随误差系统的稳定性问题;利用Lyapunov函数的构造和矩阵理论最终给出了离散滑动模态均方领导跟随一致性的充分条件,并给出了控制增益的设计方法。然后利用趋近律原理给出了一种离散时间滑模控制器,实现了跟随误差能够在有限时间内到达所定义的滑模面区域内。如何处理部分转移概率未知的Markov切换拓扑和设计与随机切换拓扑相关的滑模面是本文的两个难点。最后通过一个数值算例验证了所提方法的有效性。

一类随机非线性系统的有限时间H_(∞)控制

本文研究一类随机非线性系统的有限时间H∞控制问题.考虑闭环系统在有限时间间隔内的瞬态性能和抗干扰能力,对伊藤型随机非线性系统进行了研究.利用Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)得到了系统满足均方有限时间有界的充分条件,进一步设计了有限时间H∞控制器,并给出了系统满足均方有限时间有界和相应H∞性能的充分条件.最后给出了两个例子验证了该方法的有效性和可行性.

不确定离散时间系统的复合非线性反馈积分滑模控制

针对不确定离散时间系统,提出一种基于离散复合非线性反馈的积分滑模(DCNF-ISM)控制策略,并将该算法应用于扰动下的磁盘跟踪问题.该算法由离散复合非线性反馈(DCNF)控制律与积分滑模(ISM)控制律两部分组成,其中DCNF控制律用于保证系统具有较好瞬态性能,基于改进的离散趋近律设计的ISM控制律用于保证系统鲁棒性.基于Lyapunov稳定性理论对本文提出的控制策略的稳定性进行了推导证明,证明了离散时间系统的一致最终有界性.仿真结果表明,本文提出的控制策略能保证系统在扰动下仍然能够精确跟踪给定的参考信号,与传统的DCNF控制相比,该算法能够保证系统具有响应速度快超调量小、鲁棒性强等优点.

随机离散线性系统的满意鲁棒控制

将随机线性离散系统不同环节中出现的结构不确定性 ,描述成由不相关扰动参数矩阵决定的新形式。利用线性矩阵不等式 (LMI)方法 ,设计满意鲁棒控制器使闭环系统同时满足期望的扇形区域极点配置指标和稳态输出协方差指标。满意控制器设计可以完全转化为线性矩阵不等式的求解问题 ,不需要人工干预选择参数。用一个例子说明了该文方法的有效性。

一种离散非线性随机系统模型的非线性结构的自校正控制器

本文给出了一种描述离散非线性随机系统的数学模型,它是CARMA模型的一种扩展,双线性系统模型是它的一种特殊形式,并给出了新模型下自校正控制器的算法,它将CARMA模型下的算法结构从线性扩展到非线性。

含随机干扰的线性离散系统前馈-反馈最优控制

为研究具有高斯白噪声的持续外界随机扰动线性离散系统的最优控制问题。提出了对于随机干扰的处理算法,并给出基于卡尔曼滤波方法的推导过程。利用求解Riccati方程和Stein方程推导出前馈-反馈最优控制律,根据分离原理推导出随机干扰的线性离散系统前馈-反馈最优控制律。通过仿真试验表明,噪声系统得到有效的改善,并在抑制外部扰动和鲁棒性方优于经典的状态反馈最优控制。

一种具有执行器故障的非线性离散系统的迭代学习控制

针对执行器发生随机故障的一类仿射非线性离散系统,研究了一种迭代学习容错控制策略。首先,将执行器故障分解为乘性模型和加性模型。其次,从统计学角度分析了由执行器传输给被控系统的具有故障的控制信号和由控制器传输给执行器的未发生故障的控制信号的性态;同时,导出了控制策略收敛的充分条件。最后,通过数值仿真验证所提结果的有效性和可靠性。理论分析和仿真结果均表明,该策略能够在执行器随机发生故障的情况下,能使被控系统保持良好的跟踪精度。

离散时间时变Markov跳变系统的线性二次最优控制

研究了离散时间时变Markov跳变系统在有限时域上的最优控制问题。证明了任何离散时间时变Markov跳变系统的最优控制问题都可以通过广义代数Riccati方程的解来确定;也证明了最优控制问题的可达性是广义代数Riccati方程解的存在性的充分条件;最后通过数值举例来验证结果的正确性。

部分信息下时滞倒向重随机系统线性二次最优控制问题

文章研究了一类含有时滞的部分信息下的倒向重随机系统线性二次最优控制问题,利用经典的凸变分技术和对偶方法讨论了当系统状态方程含有时滞变量时系统对应的最优控制的显示表达式,并利用经典的平行四边形法则证得最优控制的唯一性.

具有乘性噪声的线性离散时间随机控制系统综述

具有乘性噪声的随机不确定系统的控制问题有着广泛的应用背景.本文概述了具有乘性噪声的线性离散时间随机系统的稳定性分析、均方镇定、最优控制以及最优估计问题和相关结论.同时,本文研究了具有状态与控制乘性噪声的线性多变量离散时间系统的均方镇定和最优控制问题,分析了这两个问题之间的联系,并讨论了最优状态反馈控制器的设计算法.

新型ADETCS下工业信息物理系统综合安全控制

针对一类虚假数据注入(FDI)攻击与故障共存的工业信息物理系统(ICPS),在新型自适应离散事件触发通信机制(ADETCS)下,研究了综合安全控制与通信的协同设计问题。引入ADETCS取代传统离散事件触发通信机制,构建安全与通信可自适应协同优化运行的ICPS架构;通过对ADETCS中阈值函数的优化设计,获得一种可随系统动态行为双向连续变化的新型ADETCS;在该机制下,基于主动容侵和容错的思想,通过构造Lyapunov泛函,借助新型Bessel-Legebdre不等式、锥补线性化(CCL)等少保守性技术,在统一的自适应变采样框架下,推证出鲁棒估计器与综合安全控制器的求解方法,使ICPS可同时防御FDI攻击与故障,并具有更优的自适应通信调节能力。仿真结果表明:新型ADETCS中阈值函数的巧妙设计及CCL的应用,相较现存通信机制和设计方法,可使ICPS的综合安全控制性能与资源节约获得更优的折中平衡。

离散线性控制系统抗随机干扰方法探讨

本文推证了一种适用于离散线性控制系统的能够抑制均值非零随机干扰影响的最优控制方法。这种方法采用卡尔曼滤波器获得干扰和状态的最优估计并进而构成最优状态调节系统。仿真实验表明了这种方法的有效性。用计算机实现这种最优控制并不困难。

基于信息融合估计的离散线性系统预见控制

针对期望轨迹和干扰可预见的离散线性最优跟踪问题,提出了一种基于信息融合估计的预见控制方法.推导了最优预见控制律的融合估计过程和最优预见性能指标.建立了包含状态反馈项、目标和干扰前馈补偿项的信息融合预见控制系统,并分析了其渐近特性和稳态跟踪误差问题.直流电机系统的仿真结果表明,信息融合预见控制下的系统跟踪性能随着预见步数的增加而迅速提高并趋于稳定,且综合考虑跟踪误差与能量消耗时要优于传统预见控制.

一类非线性离散系统自适应准滑模控制

针对一般非线性离散时间系统的不确定性和扰动抑制问题,提出一种新的自适应准滑模控制算法.算法包括两部分,其一是基于紧格式动态线性化模型的自适应准滑模控制器设计,其中动态线性化方法中"伪偏导数"的估计算法仅依赖于系统I/O实时量测值.其二是采用径向基神经网络估计器来估计系统的综合不确定性.理论分析证明了系统的BIBO稳定性.仿真结果验证了所提算法的有效性.

线性离散时滞系统鲁棒严格耗散控制

提出线性离散时滞系统的耗散控制问题 ,研究无记忆状态反馈控制律存在的条件及相应的控制器设计方法 ,以使相应的闭环系统渐近稳定 ,同时具有严格 (Q,S,R) -耗散性 .进一步考虑耗散的不确定性 ,研究不确定系统鲁棒严格耗散控制的分析与综合问题 .结果表明 ,鲁棒耗散控制器存在的条件和综合问题等价于线性矩阵不等式 (LMI)的可解性问题 .

船舶航向离散非线性系统自适应神经网络控制

针对考虑舵机特性的船舶航向离散非线性控制系统,提出了一种基于神经网络的自适应控制设计方法。为了消除离散系统后推设计中存在"因果矛盾"的问题,原船舶航向离散系统通过变换得到等价的能够预测变量的前向预测系统。通过使用单一神经网络逼近系统的所有未知部分,该控制设计方法可以有效地减轻控制系统存在的"计算量膨胀"问题,并具有控制器结构简单,控制参数少,易于工程实现等优点。同时,稳定性分析证明闭环系统的所有信号一致最终有界,并能使得航向跟踪误差任意小。最后,运用"育鲲"轮进行仿真研究以证明所提方法的有效性。

一类未知非线性离散系统的直接自适应模糊预测控制

将自适应模糊逻辑系统引入预测控制,对一类未知非线性离散系统提出了直接自适应模糊预测控制方法.首先对被控对象提出了线性时变子模型加非线性子模型的预测模型,然后直接利用模糊逻辑系统设计预测控制器,并基于广义误差估计值对控制器参数和广义误差估计值中的未知向量进行自适应调整.文中证明了此方法可使广义误差估计值收敛到原点的小邻域内。