由“系统能控性、系统能观测性”谈高校图书馆管理和服务优化

系统能控性和系统能观测性是“现代控制理论”中的两个重要概念。系统能控性反映了控制输入对状态的支配能力,系统能观测性表示了系统输出对状态的反映能力。笔者拟把高校图书馆看成一个系统,把学校的统一领导和图书馆应遵循的各类规章制度看成系统的“输入”,把图书馆建设取得的成果和经验看成系统的“输出”,图书馆建设过程中采取的各项举措看成系统的“状态变量”,尝试把高校图书馆建模为一个具有“多输入多输出”的多状态变量系统,并且是一个输入能控、输出能观测的系统,进而运用“现代控制理论”中“系统能控性、系统能观测性”的理念为高校图书馆的建设建言献策。

布尔控制网络的能观测性综合问题

能观测性是布尔控制网络的一个基本性质,用来描述是否可以通过系统的输入–输出值确定其初始状态.基于矩阵半张量积和图论技术,研究了布尔控制网络的能观测性综合问题.用实例说明了带有外部输入的状态反馈控制器有时可使不能观测的布尔控制网络变为能观测的,有时不能;也可使能观测的布尔控制网络变为不能观测的.最后,证明了如果存在标准状态反馈控制器使布尔控制网络变为能观测的,则一定存在带有外部输入的状态反馈控制器使布尔控制网络变为能观测的,反之不成立.

一类线性切换系统的能控性和能观测性的充要条件

循环不变子空间是常用于控制科学和信号处理理论的重要数学工具之一。用循环不变子空间的性质研究了切换系统的能控性和能观测性。先给出了切换系统能控性、能达性和能观测性的概念,并讨论了循环不变子空间的性质。然后用循环不变子空间的性质研究了周期线性切换系统的能控制性、能达性及能观测性,得到线性周期切换系统完全能控和完全能观测的充分必要条件。最后给出一般线性切换系统完全能控和完全能观测的充分条件和必要条件。

分布式全局精确时钟同步状态追踪:能观测性观测器分析

本文基于现代控制理论观点下的量测模型的能观测性分析,提出绝对时钟状态量测模型的能观测性问题.启发于量测状态向量空间与状态向量运算法则,转化为本质上向量空间的同构映射原理,建立了以基本量测单元(Basic Measurement Unit,BMU)构建最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)等价变换下的能观测性解耦量测模型.该方法揭示了在双向信息交换下对称量测性能的本质,在量测模型满足能观测性的必要条件下实现时钟状态追踪的Kalman filtering算法.本文算法不依赖于优化的初始点设置,初始点选择具有鲁棒性,并且对于网络连接性的变化具有稳健性.仿真结果表明,能观测性量测模型能实现规模化扩展,设计的算法具有局部和全局一致的MMSE量测性能,接近于贝叶斯CRLB(Cramer-Rao Lower Bound)量测性能边界.

离子型稀土资源开采负外部性的能控性与能观测性分析

离子型稀土资源开采在现行技术条件下无论采用原地浸矿还是堆浸工艺均会产生负外部性,通过对原地浸矿、堆浸工艺条件下离子型稀土资源开采负外部性表现形式以及基于现代控制理论对离子型稀土资源开采负外部性的能控性和能观测性的简要分析,得出以下初步结论:①离子型稀土资源采用原地浸矿工艺开采的负外部性的能控性会难于采用堆浸工艺;②离子型稀土资源采用堆浸工艺开采的负外部性的能观测性会比采用原地浸矿工艺容易。此外,建议进一步优化原地浸矿、堆浸工艺,再从离子型稀土资源开发全过程及其负外部性的能控性和能观测性角度系统比较这两种工艺,明确各种浸取工艺的适用条件。

基于能观测性分析的机器人EKF-SLAM算法

针对传统EKF-SLAM算法中存在状态估计不一致的问题,从系统能观测性角度分析,提出一种增加观测性约束条件的算法,利用补偿矩阵U最优化求解约束条件,得到新的线性点,并通过优化系统的雅克比矩阵重构系统能观测矩阵,使得EKF-SLAM系统与非线性SLAM系统观测方程能观矩阵的秩保持一致.结果表明,所提出算法在状态估计的精确性和协方差一致性方面明显优于传统的EKF-SLAM算法,研究工作和结论对车辆自主驾驶有一定的参考价值.

感应电动机系统的能控性与能观测性分析

分析了感应电动机系统的能控性与能观测性 .结果表明系统是弱能控与弱能观的 .而且 ,采用非线性状态反馈解耦控制和非线性坐标变换后的局部闭环解耦线性系统是能控与能观的 .

一类组合系统能控性和能观测性的充分必要条件

本文讨论了能控性的判别问题 ,给出了一类组合系统能控性和能观测性的充分必要条件。

Schrödinger方程在Neumann边界控制下的正则性与能观测性

研究了Schrödinger方程的正则性和能观测性.在Neumann边界控制和同位观测下,利用适定性结果,证明了系统在G.Weiss意义下是正则的,其直接传输算子为零,并建立了能观测性不等式.

线性系统Hamilton扩张系统的能控性和能观测性

利用控制系统的微分几何理论,研究了线性系统和它的Hamilton扩张系统的能控性之间的关系以及它们的能观测性之间的关系。通过计算线性系统的能控性矩阵和它的Hamilton扩张系统的能控性矩阵,证明了线性系统和它的Hamilton扩张系统的能控性是等价的。同时通过计算线性系统的能观测性矩阵和它的Hamilton扩张系统的能观测性矩阵,证明了线性系统和它的Hamilton扩张系统的能观测性也是等价的。证明了线性系统的Hamilton扩张系统是能控的当且仅当它是能观测的,原线性系统既是能控的,又是能观测的。

结构模态能控性和能观测性的度量

利用现代控制理论研究了结构模态的能控性和能观测性问题，给出了模态坐标下结构的能控性和能观测性判据，证明了多输入一多输出（MIMO）试验模态分析技术用于存在重根模态结构的模态试验的必要性，并给出了对激振点和测量点数量的要求。利用奇异值分解技术给出了一种结构模态能控性和能观测性的度量方法，并讨论了其在模态试验激振点和测量点位置选择中的应用。

利用固定模态判定线性定常大系统的能控性和能观测性

讨论了具有维数高、多目标、关联性、分散性等特点的线性定常大系统,讨论这种大系统的能控性和能观测性的一般方法是先将大系统分解为若干个孤立的子系统,在每个子系统是能控性和能观测的前提下,利用大系统的可连通性来判定线性定常大系统的能控性和能观测性,此外介绍了另一种利用固定模态判定线性定常大系统的能控性和能观测性的有效方法。

变系数波方程系统的能观测性不等式

讨论了有界区域上一类变系数波方程系统的精确能控性问题.首先建立了原系统的对偶系统,然后利用Hilbert唯一性方法和乘子法技巧,当T足够大时,给出了系统的能观测性不等式.

车辆悬架系统的能控性能观测性分析及仿真

建立了被动悬架与主动悬架系统的模型 ,通过状态空间法 ,运用Matlab语言 ,对系统的状态量和输出量的能控性和能观测性进行了计算分析 ,并提出了当状态不完全能控时 ,判断哪一个状态量不能控的方法 以某车为例 ,得到了悬架系统对于力执行机构输入u既能控又能观测 ,而对于路面输入不完全能控 。

单种群两阶段竞争模型的能控性、能观测性及状态反馈分析

根据Volterra模型建立单种群不同时期两阶段竞争共生模型,首先通过系统的平衡点分析,确定系统平衡点的稳定性条件;其次根据对系统增加控制,描述系统的能控性与能观测性;最后分析了系统经过状态反馈后的能控性.

具有非完整约束移动机器人的超宽带-惯导-里程计融合定位与能观测性分析

为解决现有超宽带-惯导组合定位系统在轮式移动机器人的定位精度低、依赖高精度IMU等问题,提出了一种采用误差状态卡尔曼滤波融合超宽带-惯导-里程计的定位算法,利用里程计的线速度测量和由非完整约束隐含的伪测量,提高了移动机器人的位置和姿态估计精度.同时,对于由多传感器测量模型组成的非线性系统,通过基于李导数的能观性秩条件分析方法对该系统的能观测性进行了详细的理论分析与数学证明,得到了系统局部弱可观的条件,从而确定了系统状态可以被无偏估计所需要的测量输出以及控制输入.仿真结果表明,在满足能观测性条件时,本文提出的方法能够有效地获得移动机器人较准确的六自由度位姿,且相比传统方法显著提升了定位精度.

连续型线性定常系统的能控性与能观测性研究

介绍连续型线性定常系统的能控性和能观测性,给出并证明了系统完全能控和完全能观测的充分必要条件,并通过实例介绍了判断系统的完全能控性和能观测性的方法.

一类平移式机器人的能观测性

考察一类平移式机器人控制系统的能观测性．对末端具有负载的柔性机械臂，在适当的Hilbert空间中，建立了抽象发展方程模型，并运用泛函分析和算子半群方法，讨论了系统的可观测性问题，得到了几个有意义的结果．

边值系统的能控性与能观测性问题

把抽象系统的能控性和能观测性推广到由强连续双半群描述的抽象边值系统，给出了相应的边值系统能控性的充要条件，并研究了能观测性与能控性之间的对偶关系．最后作为例子，研究了双曲系统能控性．文中所得的结果可用于讨论现代物理系统中出现一类边值系统的能控性与能观测性问题．