结构主动控制系统的鲁棒策略

针对目前大多数结构主动控制算法没有考虑结构不确定因素的特点,本文以主动质量阻尼器(AMD:active mass damper)Benchmark结构试验系统为研究对象,提出适合于工程应用的、基于H_∞控制理论的主动控制方法.文中建立了上动控制结构的试验系统,根据系统辨识方法得到的面向控制的数学模型,设计了AMD主动控制系统的反馈连接结构,同时对H_∞控制权函数的选取以及控制器的设计方法进行了详细的阐述;最后通过试验证明了H_∞控制器的有效性和鲁棒性.

汇率变动系统模型及其闭环鲁棒策略设计方法

通过分析中国外汇汇率并轨后银行间外汇市场运行情况，建立了外汇市场汇率变动的数学模型，并用控制理论方法对汇率变动系统的稳定性进行了分析，辨析出一个重要的干扰项，对系统干扰及跟踪目标为常量时的闭环鲁棒策略给出了设计与计算方法。

部分信息下带时滞的鲁棒资产负债博弈问题研究

研究了部分可观测信息下带时滞的鲁棒资产负债博弈问题,运用滤波理论,将不完全信息转化为完全信息,以终端相对财富的效用最大化为目标,构建了不完全信息带时滞的鲁棒资产负债博弈问题,借助动态规划原理,得到了均衡投资策略和值函数的显示表达式。最后,通过数值模拟验证了参数对均衡投资策略和值函数的影响,主要得出了不完全信息下投资者的效用低于完全信息。所以,投资者应尽可能的搜集与投资相关的更多信息,以便于做出更加明智的决策。

高比例可再生能源接入背景下电网承载能力鲁棒提升策略

高比例可再生能源并网为电网承载能力带来了挑战,提出一种高比例可再生能源接入背景下电网承载能力鲁棒提升策略。首先,考虑线路扩容成本、储能装置成本以及负荷需求响应容量成本,构建可再生能源出力和负荷给定场景下的确定性提升策略模型;其次,基于改进k-means聚类算法得到多个计及风-光-负荷相关性的典型场景,并以典型场景为区间中心的不确定区间描述负荷的不确定性;然后,基于两阶段鲁棒优化理论构建电网承载能力提升策略模型,并采用列和约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法对模型进行求解;最后,算例结果验证了所提模型和求解方法的有效性。

基于Heston模型时间一致的资产负债管理鲁棒策略

本文在非完备市场框架下,研究了时间一致的鲁棒最优投资组合选择问题。首先,假设金融市场由无风险资产和风险资产构成,其中风险资产的价格过程服从Heston随机波动率模型,且投资者面临一个不可控的外生负债。其次,应用随机最优控制理论,给出并证明了验证定理,建立了相应的拓展Hamilton-Jacobi-Bellman(HJB)方程组,通过求解拓展的HJB方程组,得到了鲁棒均衡投资策略和值函数的显式解。最后,通过数值模拟,给出了模型参数变动对均衡投资策略和效用改善的影响。结果表明:(1)当风险资产的价格和其波动的相关系数大于零时,股票方差的波动越大,越不利于投资。否则反之。(2)当风险资产的价格和其波动的相关系数越大时,风险资产的风险就越大,投资者会采取保守的投资策略,减少投资。(3)负债的波动率变大,投资者会面临更大的负债风险,为了对冲风险,投资者会增加风险资产的投资。(4)当投资者考虑模型不确定的影响时,采用鲁棒投资策略能显著提高投资者的效用水平。

条件风险值下直营连锁企业供销平衡鲁棒策略研究

研究了针对直营连锁企业的基于凸概率分布函数簇的条件风险值下产品供销平衡鲁棒策略问题,证明了单目标条件风险值下供销平衡鲁棒策略模型可以等价于一个单目标优化模型,也证明了一个多目标条件条件风险值下供销平衡鲁棒策略模型可以等价于一个多目标优化模型,上述两个鲁棒模型都可用于解决直营连锁企业的单周期产品供销平衡决策问题.通过数值分析结果表明了建立的直营连锁企业单周期权值供销平衡鲁棒策略模型可获得的稳健供应平衡策略,能够有效地平衡产品供应过剩或不足产生的收益与损失之间的问题,研究成果为直营连锁企业单周期产品的供销平衡鲁棒决策问题提供了一种新的工具.

应对突发事件的双源采购鲁棒订货策略

针对可能发生的突发事件导致供应商存在不可靠性的情况,研究了由1个制造商和2个供应商构成的单种原料、多周期供应链双源采购鲁棒订货问题。采用实际送货量占订货量比例的变动来描述模型的不确定性,构建了供应可靠性均值化下的多周期制造商成本模型,并求解最优订货策略;用不确定性集描述实际送货比例的不确定性,并设定保护水平参数,构建能够在突发事件下以较低成本维持市场服务水平的供应链鲁棒运作模型,运用鲁棒优化方法转化为线性规划模型进行分析。数值算例结果表明,将鲁棒性运用于双源订货模型中,能够减少供应不确定性对制造商总订货成本和市场服务水平的影响。

基于鲁棒不确定性的应急物资配送策略

针对应急物资配送过程中救灾信息具有鲁棒不确定性特点,构建应急物资配送多阶段多目标鲁棒优化模型,并在此基础上给出鲁棒控制策略。鲁棒优化目标函数中设计运输成本最优、运输时间最少以及用户满意度最大等优化目标,充分考虑"鲁棒不确定性因素"对决策结果的影响,更适合完成突发事件下的应急救援物流任务,比静态环境下的一般规划模型更具有柔性。在鲁棒优化模型基础上给出鲁棒H∞策略,既能够抑制正态分布、均匀分布噪声等外部不确定输入扰动,同时又能够抑制成本参数、配送时滞等内部不确定性扰动,对于既定成本目标控制的平稳实现具有重要支撑作用。基于鲁棒优化的应急物资配送鲁棒控制策略,对于解决突发事件下的应急物资配送决策问题具有重要的应用价值与实际意义。

基于鲁棒反应式策略的集装箱码头堆场和场桥联合调度

针对集装箱码头进口堆场的特点,为降低作业时间的不确定性给堆场作业带来的干扰,提高堆场计划的可执行性,提出堆场空间和场桥的鲁棒预调度模型,采用拉格朗日松弛算法对模型进行求解,利用启发式方法对预调度方案进行反应式再调度。利用仿真实验对所提方法在不确定环境下的有效性进行测试,结果表明相对单纯依靠实时调整应对环境变化的传统方法,采用鲁棒反应式策略可显著降低客户到达时间不确定给堆场计划带来的干扰,并可有效减少堆场作业的延误。

周期性干扰的鲁棒切换型控制策略

讨论了一类二阶不确定线性切换离散系统的控制问题 ,应用监督控制技术提出一种新型的适应性鲁棒镇定切换型控制策略。通过将该控制策略应用于磁悬浮轴承不平衡周期性振动的主动控制实验 。

相依风险模型下具有延迟和违约风险的鲁棒最优投资和再保险策略

本文研究了在风险相依模型下具有延迟和违约风险的鲁棒最优投资再保险策略.假设模糊厌恶型保险人的财富过程有两类相依的保险业务并且余额可以投资于无风险资产、可违约债券和价格过程遵循Heston模型的风险资产.利用动态规划原则,我们分别建立了违约后和违约前的鲁棒HJB方程.另外,通过最大化终端财富的期望指数效用,我们得到了最优投资和再保险策略以及相应的值函数.最后,通过一些数值例子说明了某些模型参数对鲁棒最优策略的影响.

基于鲁棒模型的多站融合场景下综合能源系统全局低碳策略

多站融合场景下的综合能源系统是电网企业发挥减碳作用的重要手段。文中充分考虑经济约束、运行特性约束和安全约束,以全局碳排放比率最低为目标,根据电网企业特点,定义多站融合场景下的综合能源系统全局低碳运营模式,构建基于鲁棒模型的低碳策略模型;采用经验模态分解方法对多维历史数据进行挖掘,生成有限随机性场景,对模型进行确定性优化;采用粒子群算法进行求解,得到全局低碳策略最优解,即日间低碳运行策略。通过算例分析,证明了文中提出的方法能够为多站融合场景下的综合能源系统提供科学可行的低碳运行策略。

支持鲁棒决策的探索性试验设计研究

针对鲁棒决策中面临的想定空间探索困难的问题,结合探索性分析,提出了支持鲁棒决策的探索性试验设计;给出了想定空间生成框架,并依据该框架的构成,将想定生成和想定分析综合为想定探索框架,给出了一种想定生成和分析的形式化分析方法;同时,依据探索性分析的实验面临的问题,提出了层次化试验设计方法,给出了该方法的逻辑步骤,可以充分结合人的分析能力和计算机的计算能力进行交互式实验,以获取对问题的鲁棒解。

经济系统的鲁棒调节策略研究及其应用

建立了具有常量型、指数型和周期型目标和输入的三类经济系统的动态模型,并根据不同经济系统的特点,分别提出了鲁棒控制策略,讨论了鲁棒调节理论在其他方面的应用。

非均衡经济系统的鲁棒调节研究

本文针对一个双市场非均衡经济线性系统，在分别极定干扰和跟踪目标为常数、指数函数和周期函数三种情形的条件下，具体讨论了该非均衡经济系统的鲁棒调节器问题。

Heston模型下基于期权投资的鲁棒最优控制

针对Heston随机波动率模型下的鲁棒最优投资问题,构建了带期权投资的资产负债管理模型.投资者的目标是最大化终端时刻净财富的幂效用,利用随机最优控制方法,分别获得了带期权投资以及无期权投资两种情形下鲁棒最优投资策略、最坏概率测度及值函数的解析表达式,通过数值模拟发现考虑模型的鲁棒性以及进行期权投资能够改进投资者的效用.

基于灵活编组的城轨车底运用计划及鲁棒客流控制策略

针对通勤客流需求的动态性、不均衡性和随机性等复杂特征,提出基于灵活编组的城轨车底运用计划及鲁棒客流控制策略两阶段随机规划模型.第1阶段为编组类型指派和车底运用计划优化模型,以极小化系统运营成本为目标;第2阶段为车站协同限流鲁棒优化模型,以极小化乘客等待时间为目标.通过线性化方法将原模型重构为可被CPLEX等优化软件直接求解的混合整数线性规划模型.算例结果表明,灵活编组模式在仅增加0.5%乘客等待时间的基础上,可降低约30.2%的系统运营费用,表明灵活编组方案在满足客流需求的同时可合理地降低运营费用.此外,所提出鲁棒客流控制策略能够避免传统鲁棒优化方法过于保守的问题,对于实际运营过程中随机客流需求具有较好的适应性.

模糊厌恶下最小Drawdown概率的最优投资再保险策略

该文考虑了模糊厌恶下保险公司的最优投资和再保险问题,得到了保险市场和金融市场均存在模糊厌恶时,保险公司盈余的最小drawdown概率及其最优鲁棒投资和再保险策略的解析解.通过数值分析得出一些重要参数对值函数的影响.

模糊厌恶下保险人的鲁棒再保险策略

本文考虑保险人模糊厌恶的情形,针对一类包含多个常用准则的混合再保险保费准则,在连续时间模型框架下研究保险人的鲁棒最优再保险策略问题.本文通过最小化保险人折现破产概率和最大化保险人终端时刻期望财富效用,在Cramer-Lundberg跳模型和其扩散近似模型下,均得到了优化问题的值函数表达式和相应的鲁棒最优再保险策略.特别地,对于最小化保险人折现破产概率的优化问题,通过给出并证明优化问题的等价形式,从理论上直接证明值函数具有指数形式.此外,对于每个优化问题,本文通过巧妙地构造优化问题的辅助Lagrange函数,在一般的混合再保险保费准则下,均解析地得到鲁棒最优再保险策略的表达式具有曲线形式的非平凡结构,这与分段线性再保险策略(如比例再保险策略、超额损失再保险策略和分层再保险策略等)有很大不同,极大地拓展了最优再保险理论现有的结果.最后,分析模糊厌恶水平等有关参数对最优再保险策略和值函数的敏感性.

并网变换器视角下电力系统持续性振荡机理与低频耦合特性

随着“双高”电力系统及新型电力系统的发展,弱电网中的电压扰动会引起LCL型并网变换器的并网电流出现频率耦合,甚至持续性振荡。虽已有大量文献对其进行了研究,但大多围绕耦合现象、耦合因素的完备性、控制系统参数的敏感度、模型的精确性等方面,对于并网系统耦合物理意义,“双输入双输出”特性的演变机理,电压扰动、电网阻抗、频率耦合三者的关系等尚未厘清。建立并网系统中扰动频率/耦合频率的统一复变量模型,分析了并网变换器的单入双出(single input double output,SIDO)特性向双入双出(double input double output,DIDO)特性的演变机理,厘清了电压扰动、电网阻抗、频率耦合三者的关系,进而提出一种基于改进锁相环(phase locked loop,PLL)结构的鲁棒电流控制策略,并详细设计了相关参数。相较传统方法,论证了由扰动频率激发出的镜像耦合频率分量是导致失稳或振荡的主要原因。电网阻抗的存在会加重并网扰动的低频耦合程度,同时,低频特性的改善有助于提升变换器对弱电网的适应性。最后,利用实验平台验证了理论分析的正确性。