系统动态性能的多样性分析与控制——后绝对稳定性研究

控制理论长期以来将控制目的主要集中于系统平衡位置稳定性和设计控制器以保证对系统进行镇定上 ,已不能符合控制系统当今的实际要求 .首先介绍了区别于单平衡位置稳定性的其它动态性能 ,包括系统中过程的有界性 (Lagrange稳定性 )、双态性、类梯度性以及刻画不产生平衡位置过渡的Bakaev稳定性 ,及如何运用频域手段和线性矩阵不等式 (LMI)来实现对它们的控制 .其次介绍了高阶系统中周期过程 (自振与强迫振动 )的分析与控制 ,再次介绍了与奇怪吸引子相关的Hausdorff维数与Lyapunov指数的估计和与混沌相关的研究 ,最后给出了一个结论 .

一类不确定线性周期离散时间系统的分析与控制

讨论具有参数区间不确定性的线性周期离散时间系统的反馈控制问题.首先进行系统的鲁棒稳定性分析和镇定研究,分别给出了基于线性矩阵不等式的系统渐近稳定和状态反馈镇定的条件.接着研究系统的L2-增益分析和控制综合问题.对于L2-增益分析问题,得到一个基于线性矩阵不等式的条件,在该条件下,具有参数不确定性的线性周期自治系统渐近稳定,且有小于γ的L2-增益.对于控制综合问题,导出基于线性不等式的条件,由该条件可以得到一个状态反馈器,使得闭环系统渐近稳定,且有小于γ的L2-增益.所有这些条件都是充分必要的.

一类线性多智能体系统输出反馈H_∞包围控制

针对存在外部扰动的情形,研究了一类线性多智能体系统的包围控制问题。在通讯拓扑弱连通且领航者组成的导出子图为平衡图的条件下,设计了一个含待定参数矩阵的分布式协议,通过定义合适的控制输入,将包围控制问题转化为鲁棒H∞控制问题。然后以线性矩阵不等式(LMI)方法为工具,证明了当信息拓扑Laplacian矩阵非零特征值所对应的一组LMIs同时成立时,系统可解包围控制问题。仿真结果表明了结论的有效性。

单饱和输入下二阶控制系统零解全局渐近稳定的充分条件

分析了单饱和输入下控制系统的相空间分布规律并给出了具体的饱和输入下非线性控制系统的空间结构 .通过给出的空间结构与饱和输入下非线性控制系统的关系定义了不同于一般意义下的非线性系统的平衡点 ,并且对新平衡点进行了分类 .在此基础上 ,给出了二阶单饱和输入下控制系统零解全局渐近稳定的充分条件 ,同时也给出了二阶单饱和输入下控制系统闭合轨迹存在与否的判别条件 .

控制器与对象同时摄动的鲁棒控制问题:多输入多输出系统

研究了多输入多输出线性时不变系统中控制器与对象同时以加性未建模动态模式摄动的鲁棒控制问题 ,给出了基于线性矩阵不等式的控制器设计方法 ,而且把类似的方法用于传统的鲁棒性能问题得出了更好的充分条件。

多智能体博弈、学习与控制

近年来,人工智能(Artificial intelligence,AI)技术在棋牌游戏、计算机视觉、自然语言处理和蛋白质结构解析与预测等研究领域取得了众多突破性进展,传统学科之间的固有壁垒正在被逐步打破,多学科深度交叉融合的态势变得越发明显.作为现代智能科学的三个重要组成部分,博弈论、多智能体学习与控制论自诞生之初就逐渐展现出一种“你中有我,我中有你”的关联关系.特别地,近年来在AI技术的促进作用下,这三者间的交叉研究成果正呈现出一种井喷式增长的态势.为及时反映这一学术动态和趋势,本文对这三者的异同、联系以及最新的研究进展进行了系统梳理.首先,介绍了作为纽带连接这三者的四种基本博弈形式,进而论述了对应于这四种基本博弈形式的多智能体学习方法;然后,按照不同的专题,梳理了这三者交叉研究的最新进展;最后,对这一新兴交叉研究领域进行了总结与展望.

非线性连续时间系统L_1控制的非线性反馈(英文)

用集值分析方法研究了仿射非线性连续时间系统具λ 指数收敛率和 ρ 性能的L1 控制问题。首先 ,引入连续时间系统的受控λ 收缩集概念 ,并建立了与其Euler逼近的离散系统的受控收缩集之间的关系。然后 ,结合此概念 ,得到了这个问题有静态连续非线性解的充分条件。这推广了在稳定性意义下文献中的结果。

离散时间系统混合l_1/H_∞-控制问题

研究MIMO离散时间系统混合l1/H∞_控制问题 .通过引入辅助优化问题 ,证明了目标优化值关于约束H∞ 指标的连续依赖性及其辅助问题最优化解的存在性 ,同时证明了辅助优化问题的截断序列问题解的收敛性 ,且其极限为混合l1/H∞_控制优化的辅助问题的最优化解 .还给出了优化目标值的上下界逼近 .

一类不确定非线性系统鲁棒控制的LMI方法

在LMI的框架内探讨不确定非线性系统的鲁棒镇定问题 ,考虑了利用输出反馈来镇定一类非线性系统。把这类非线性系统的鲁棒综合问题归纳成一个双线性矩阵不等式 (BMI)问题 ,然后通过增加约束将BMI问题转化为线性矩阵不等式 (LMI)问题。还利用类似的方法讨论了关联系统的情形。给出了数值算例 。

多智能体系统的事件驱动控制

近年来事件驱动控制发展迅速,并引起了多智能体系统领域研究者的极大关注.本文对基于事件驱动控制的多智能体系统的研究现状进行综述.从智能体动力学角度,分别对这个领域的一些代表性成果和研究方法进行了归纳总结.进一步,论述了边事件驱动控制策略下的多智能体系统的研究成果.随后,利用一类新型事件驱动控制来探讨多智能体系统的一致性问题.最后,给出了尚未解决的问题和未来值得关注的研究方向.

控制科学中的复杂性

首先讨论控制科学中的传统复杂性观点 ,复杂性主要根源于非线性 ,非定常性与不确定性 ,高维数和系统模式的非单一性 .其次对于大系统提出一些新问题 ,并且指出对于大系统关联是产生复杂性又一主要根源 .

多智能体系统能控性研究进展

能控性问题是多智能体协调控制领域中一个基本又十分重要的研究课题.本文对多智能体系统能控性问题的研究现状进行综述.介绍了多智能体能控性领域的基本问题和特点,并结合智能体自身动力学与邻居交互协议,从拓扑结构角度对该领域当前的研究热点和前沿进行分析阐述.进一步,对结构能控性的研究成果进行归纳总结,并对能观测性、可镇定性和复杂网络能控性等相关问题进行阐述.最后给出了仍需解决的问题和可能的研究方向.

基于LMI的μ方法及其在电力系统中的应用

对现有基于线性矩阵不等式(LMI)的m (结构奇异值,SSV)方法进行了优化,给出了基于大规模稀疏LMI算法的m鲁棒控制器设计算法,并将m方法应用于SMIB系统励磁控制的鲁棒稳定性分析和鲁棒控制器的设计,将其结果同经典的PSS控制器的结果做了比较。数值结果表明,所得m控制器在追踪控制能力和鲁棒性等方面优于传统的AVR+PSS控制方式。

基于分布式估计与模糊控制的多机器鱼编队控制

针对多仿生机器鱼编队控制问题,提出了一种分布式的分层控制方案。首先,各机器鱼以一致性算法为数据融合模块对编队中心位姿进行分布式估计,据此获得在编队中的期望位姿,作为路径规划模块的输入;其次,各机器鱼基于速度与方向模糊控制器,实时跟踪期望轨迹,形成和保持编队。所提方法实现了期望位置分布式估计与机器鱼个体路径规划的分离,为不同种类机器鱼的合作控制问题提供了新思路。实验结果表明了所提方法的有效性。

摄动类摆系统的总体性质及鲁棒稳定性

研究了一类特殊的非线性控制系统———类摆系统在线性相关参数摄动下的总体性质及鲁棒稳定性 ,运用顶点检验和鲁棒严格正实性理论 ,得到了类摆系统在上述摄动模式下双态、Lagrange稳定及Bakaev稳定的条件 .结果表明对于这类系统 ,可以通过有限检验分析其解的总体性质及鲁棒稳定性 .

离散对象的降阶H_∞控制器设计

基于LMI方法,考虑了离散对象的阶数不超过广义对象阶的降阶H_∞控制器存在性问题。通过3LMIS可解性条件的等价变换,给出了一个降阶控制器的上界。该上界可适用于奇异和非奇异对象两种情形,且在奇异情形不为已有结果蕴涵。证明是构造性的,当降阶控制器存在时,可以设计出这种控制器。最后给出了两个简单的算例。

力学与控制科学

基于对力学与控制科学的相似性的分析 ,阐述了 4个有意义的力学系统控制问题 :1具非完整约束的非线性动力学系统的控制 ;2具非单一平衡位置的力学系统及其总体性质 ;3多体动力学与控制 ;4具分布参数的力学系统 .最后给出了一个具启示性的看法 .

H_∞逼近系统阶数的一个下界

文章研究了H∞ 模型降阶问题中H∞ 误差界与逼近系统最小阶数之间的关系 .对于事先给定的H∞ 误差界 ,利用代数方法给出了逼近系统阶数的一个下界 .

基于ARM的海底大地电磁信号采集系统主控模块改进

对现有海底大地电磁信号采集系统的主控模块进行了改进。采用AT91m40800为主控单元,通过移植嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ进行任务管理,并扩展了ISA总线、串行接口和网络接口。概要介绍了改进方案的设计思路、μC/OS-Ⅱ的移植以及ARM对外围器件的扩展,并通过ISA总线仿真了系统时序效果。

两类时滞系统的鲁棒性分析

考虑了两类具有参数不确定性的时滞系统的鲁棒稳定性问题 ,给出了系统具有鲁棒性能的几个充要条件 .这些结论对于研究具有时滞的反馈控制系统有重要的理论和实践价值 .