以无模型控制方法为典型案例, 分析该创新方法提出的背景, 理论突破及实际应用, 分析了该成果获得科学基金的资助及绩效, 阐述了面向产业创新需求凝练基础科学问题的重要价值. 此案例说明, 面向产业创新需求开展基础研究不仅对实现基础科学理论和方法突破有重要价值, 而且对推动技术创新, 实施创新驱动发展战略有重要意义, 为科学基金资助面向产业创新需求的基础研究提供了有益的启示.
无模型控制方法在实际应用中收到了良好的效果, 是因为该方法有一系列优秀的性能. 在这些性能中, 控制律的收敛性是最重要的. 文章对无模型控制律中特征参量进行了分析, 指出了在收敛性分析中特征参量所起的重要作用, 从特征参量的导出可看出, 它表征了系统的非线性特征, 给出了特征参量经验确定方法.
以云计算服务组合系统的实际问题为背景, 讨论了这类动态大系统的协调控制问题,综合运用大系统的理论和时变系统辨识控制的研究结果,提出了一类综合协调预测模型及其辨识算法以及相应的自适应协调控制算法;还探讨了云计算服务组合的无模型控制器.
回顾了无模型控制以及无模型自适应控制(MFAC)产生的历史, 以及20世纪90年代初国内外关于无模型控制方法研究的一些重要文章;论述了MFAC的概念,方法,以及与其它的主流控制方法之间的差异;指出了非线性系统的动态线性化 方法是数据驱动的MFAC, 数据驱动的自适应迭代学习控制以及数据驱动的迭代学习控制方法的基础工具;最后,简要总结和展望了MFAC可能的未来研究话题.
首先基于系数矩阵的一致对称正定性建立了二阶线性时变系统稳定性的一个判据.该判据简单、明了,是作者早期给出的关于定常二节线性系统稳定性判据的直接推广. 基于这一判据,文章进一步给出了具有参数不确定性的二阶线性时变系统的鲁棒稳定性.所得结果对于处理确定性二阶线性时变系统镇定问题和不确定性二阶线性时变系统的鲁棒镇定问题提供了便捷而有效的工具. 最后,文章将提出的方法应用到某卫星姿态系统的控制中.
针对具有输入时滞及控制量和输出约束的汽车主动悬架不确定系统, 研究了鲁棒$H_\infty$指数镇定问题. 通过设计状态反馈控制器, 使得闭环系统鲁棒指数稳定, 并且能够有效地抑制外界干扰. 通过实例仿真验证了所设计控制器的有效性和可行性.
针对一类具有状态时滞的不确定线性系统, 详细阐述了该系统基于状态观测器的$H_{\infty}% $鲁棒容错控制问题. 当系统状态不可测时, 构造状态观测器, 并考虑状态观测器反馈回路传感器失效, 引入观测误差, 通过构造闭环增广系统的Lyapunov泛函, 设计出了有容错性能的状态观测器和基于该观测器 的状态反馈控制器, 使得闭环增广系统渐近稳定, 并满足$H_{\infty}$性能指标. 通过求解一个线性矩阵不等式就可同时得到观测器增益和控制器增益矩阵. 最后给出仿真算例, 验证了此方法的有效性.
考虑了相位型半马尔可夫跳变系统的滑模观测器设计问题. 利用补充变量法及模型转化, 将有限相位型半马尔可夫过程转换为其伴随马尔可夫链. 因此, 相位型半马尔可夫跳变系统可等价地转换为其伴随马尔可夫跳变系统. 针对这类系统设计了滑模观测器并给出了观测器可解的充分条件. 最后, 通过数值算例表明了文章给出方法的有效性.
研究了分布式压缩感知(Distributed Compressed Sensing, DCS) 理论对联合稀疏信号进行联合重构的稳定性问题. 文中讨论的联合稀疏信号模型中含有两个近似稀疏信号, 且信号的量测过程中带有噪声. 证明利用分布式压缩感知思想对近似稀疏的联合稀疏信号的联合稀疏重构具有稳定性, 刻画了重构信号的误差, 并与单个信号的稀疏重构导致的误差进行了比较, 证明了 在一定条件下, 利用分布式压缩感知思想对信号进行联合重构的误差界小于单个信号重构的误差界.
研究了具有丢失观测, 一步观测滞后和随机丢包多通道系统的最优滤波器设计问题. 首先通过三组Bernoulli分布随机变量来描述由传感器损耗造成的丢失观测以及网络数据传输过程中出现的一步滞后和多丢包现象. 然后基于新息分析方法, 提出了线性最小方差意义下的最优线性滤波器. 它通过解一个Riccati方程和一个Lyapunov方程得到. 最后给出了稳态最优滤波器存在的一个充分条件. 仿真验证了其有效性.
空间信息网络是全球范围的研究热点, 我国信息网络科学发展的前沿. 组成空间信息网络的空间节点具有高动态运动, 网络时空行为复杂的特点, 是一个具有高度不确定性, 难于建立准确模型的复杂非线性系统. 文章分析了目前空间信息网络组网研究的现状, 提出以空间信息网络中的 浮空平台网络部分为核心, 将力学中的受力分析方法引入到大空间尺度下 的网络构型中, 并将各种影响因素转化为物理学中的力, 设计了一种能够应对 外部不确定性因素影响的空间信息网络引力模型, 获得了一种解决空间信息 网络组网问题的可行途径.
