研究多输入多输出Hammerstein系统和Wiener系统的适应调节,系统输入维数不超过输出维数,并且量测带有加性噪声.首先证明了最优调节控制的存在性,接着构造了基于扩展截尾随机逼近(SAAWET) 算法的适应调节控制,并证明了调节误差在一定条件下达到最小,最后通过数值仿真验证了理论结果.
工程控制论(engineering cybernetics)研究的不仅仅是控制,更是信息与控制的交叉. 信息与控制密切相关,包括信息的选择和提取,等等. 从信息的角度思考控制可以开拓思路,重新梳理``反馈"和``扰动"等工程控制的基本概念,深刻理解前人的发明创造和学术思想. 韩京清先生二十七年前在本刊开创性地提出,在控制器的设计中用局部的过程信息取代全局的模型信息,从而解除控制理论中对模型的依赖,为控制理论的发展开辟了新的方向. 工程实践表明,信息的选择和品质是关键问题,特别是扰动信息. 以自抗扰控制为代表的二元设计,通过扰动概念的拓展和被控对象的去扰,为通用工业控制器的设计和标准化提供了新的路径,也为基于信息的工程控制论的发展提供了借鉴. 从古代的指南车到现代的《工程控制论》和《自抗扰控制技术》,从人文到科技,从东方到西方,一个以信息为主线、以抗扰为核心的控制思想,不断地启发和鼓励我们: 温故知新, 自强不息.
由于存在可达标识集的爆炸性问题, 大型Petri网系统的建模及可达性分析等问题的研究存在难度. 文章利用矩阵的半 张量积工具, 研究了带有同步变迁的有界Petri网系统的建模及可达性问题. 一方面, 由于该类Petri 网系统可以看作是由若干个子Petri 网系统组成, 所以可以用半张量积工具表述得到整个Petri网系统的矩阵表示. 另一方面, 在得出的矩阵表示的基础上, 研究了两个标识之间可达性的充要判据, 并给出了求可达变迁序列的算法. 最后, 文章用实例验证了该算法的正确性. 所提出的方法在一定程度上解决了状态空间爆炸问题, 并易于计算机实现.
提出一种新的基于总体最小二 乘 (Total Least Squares, TLS) 到达角 (Angle of Arrival, AOA) 和 到达时间差 (Time Difference of Arrival, TDOA) 目标运动分 析 (Target Motion Analysis, TMA) 算法. 首先给出了基于 AOA/TDOA 的混合变量含误差 TMA 模型, 并根据该模型提出 一种 AOA/TDOA 混合TLS算法, 并证明该算法的渐近最优性. 仿 真结果验证所提出算法的均方根误差在较小观测误差条件下可达 Cra\'{m}er-Rao 下界.
研究了具有控制输入饱和约束和时变采样周期的水箱液位系统保性能控制问题.首先,基于液体动力学对水箱液位系统进行建模,并用M序列激励水箱得到的实测数据进行模型验证.其次,根据采样周期的不同,将液位系统建模成一个具有多个子系统的离散时间切换系统.基于李雅普诺夫稳定性原理及平均驻留时间方法,给出具有控制输入饱和约束的最优保性能的状态反馈控制器存在条件,并将控制器增益的求解转化为一个凸优化问题.最后,将控制算法应用于水箱液位系统实验平台.实验结果验证了控制算法的有效性.
智能算法原理简单、容易实现, 且具有良好的全局收敛能力, 近年来被广泛应用于化工过程的动态优化问题. 提出一种改进的磷虾觅食优化算法求解化工动态优化问题. 该算法通过跟踪磷虾种群的变化来更新速度因子, 提高收敛速度; 引入自适应柯西变异, 增强了算法跳出局部最优值的能力. 针对化工动态优化问题, 首先通过控制向量参数化方法将其转化为非线性规划问题, 并引入变时间区间分布法来优化区间划分, 然后利用改进算法进行求解. 最后, 将改进算法应用于多个化工动态优化问题中, 仿真结果表明, 该算法具有良好的可行性.
细胞凋零是细胞受基因控制的生物学演化 现象, 在生物进化中起非常重要的作用. 布尔网络的提出为人们研究基因控制问题提供了新方法. 文章以矩阵半张量积作为 主要工具, 考虑周期时变布尔控制网络的能控性和能达性问题. 首先将周期时变布尔控制网络转换为离散动态系统, 定义系统的依时间输入- 状态关联矩阵; 其次由依时间输入- 状态关联矩阵给出了一系列周期时变布尔控制网络的能控性和能达性的充要判定条件, 并设计了寻找最优控制序列的算法; 最后将所得结论应用到一类细胞凋零网络, 验证了所提供方法的有效性.
提供了分析多边形不确定性周期采样系统鲁棒指数稳定性的新方法. 首先, 对确定性采样系统, 构造了一个类Lyapunov泛函. 该泛函引入了状态积分项而放松了对通常意义下Lyapunov泛函必须正定的要求. 利用该泛函以及给出的关于线性采样系统指数稳定的新引理, 结合改进的Wirtinger积分不等式, 导出了采样依赖指数稳定性准则. 然后, 该准则被推广到多边形不确定性周期采样系统, 得到了鲁棒采样依赖指数稳定性准则. 最后, 举例说明了所得稳定性结果比现存的某些文献报道的结果保守性较小.
采用一种新型的Lyapunov-Krasovskii泛函对线性时变时滞Markov跳变系统的稳定性进行研究. 提出一种基于交叉项和积分项与标量函数乘积的新型增广Lyapunov-Krasovskii泛函. 该函数中含有更多独立增广变量, 有利于减小系统稳定性相对于时滞的保守性. 利用二次凸组合、交叉项估计推导出系统随机渐近稳定时滞依赖的充分条件, 并进一步求解线性矩阵不等式. 数值算例说明所提方法的正确性和有效性.
研究车摆系统在外部随机激励以及不确定扰动同时作用下的干扰抑制控制问题. 首先给出了系统的随机不确定非线性动态模型, 并通过反馈控制完成了系统的~Hamilton 实现, 分析了系统的耗散性能. 然后基于系统的耗散实现设计了干扰抑制控制器, 该控制器设计能够充分利用系统的能量产生、耗散和转换特性. 仿真结果验证了文章方法的有效性.
利用自适应动态规划的在线迭代算法来研究线性多智能体系统的一致性问题. 所研究的多智能体系统的状态矩阵和输入矩阵可以是已知的或未知的. 首先, 给出多智能体系统依赖初始时刻、终端时刻的性能指标; 然后, 将由初始时刻和终端时刻确定的时间段进行划分; 接着, 结合代数~Riccati 方程推导出迭代方程, 并在划分后的时间段上重复地利用系统的状态信息和输入信息进行迭代计算, 直至算法收敛为止; 最后，利用仿真试验验证了该算法的有效性.
主要研究了``安全第一"原则下的连续时间随机过程的投资组合问题, 所考察的模型是带有布朗运动和跳跃扩散的随机过程. 推导出了相应的哈密顿雅克比贝尔曼方程. 当不存在无风险资产时, 得出了最优投资策略的闭环解. 同样讨论了存在无风险资产投资时的最优投资策略. 最后给出了一个实例加以说明此模型和方法的有效性和可行性.
研究了交易费用和负债情形下, 投资者与市场之间的随机微分博弈. 研究目标是: 求得最优的投资策略和市场策略最大化终值财富的期望指数效用. 使用线性二次控制理论解决了该问题, 得到了最优投资略和市场策略以及值函数的显示解. 并通过对结果进行进一步分析, 在经济上给出了一些解释.
针对具有外部干扰的一类连续时间线性系统,将开环解耦控制和无限时间最优跟踪控制相结合,提出了一种鲁棒最优开环解耦控制方法.首先,通过引入中间虚拟变量,对系统进行开环解耦;其次,将解耦后的系统看做被控对象的广义系统,针对标称广义系统设计了无限时间最优跟踪控制方法;最后分析了该最优跟踪控制器与具有外部干扰的广义系统组成的闭环广义系统的鲁棒性.仿真结果表明所提方法的有效性以及与经典的无限时间最优跟踪控制控制方法相比的优越性.
