摘要:

针对无刷直流电机转速伺服系统高性能非线性鲁棒控制, 提出一种新型的多滑模反步高阶滑模非线性控制方法. 在控制律设计的每一步都引入二阶滑模Super-Twisting 算法, 无需计算变量导数, 消除了滑模抖振, 并在第1 级子系统虚拟控制律设计中提出一种改进的二阶滑模Super-Twisting 算法. 与传统双闭环PI 控制相比, 能够令系统的动静态性能更好, 转矩脉动更小, 鲁棒性更强; 与标准Super-Twisting 算法相比, 进一步提高了系统对阶跃负载扰动的抑制能力. 最后通过仿真分析表明了所提出方法的有效性.

摘要:

布谷鸟搜索(CS) 算法是一种新型的生物启发式算法. 为了提高算法对不同优化问题的适应能力, 根据反馈控制原理提出一种基于种群特征反馈的布谷鸟搜索(SFFCS) 算法, 将年龄结构、变异成功率等种群特征作为反馈信息引入算法框架, 动态调节算法参数, 同时引入双进化策略机制和策略选择概率, 加强算法对局部搜索和全局搜索的平衡能力. 对标准测试函数和电力系统最优潮流问题进行数值实验, 实验结果表明, SFFCS 算法具有较好的收敛性能和适应能力, 验证了所提出算法的有效性和工程应用价值.

摘要:

为了在保证姿控和储能功能条件下设计出变速控制力矩陀螺(VSCMG) 簇参数, 在已有动量包络分析的基础之上, 给出了考虑飞轮调速范围存在上限和下限约束条件下的动量包络空间和储能特性分析, 提出了VSCMG簇的飞轮参数和构型倾侧角的优化设计方法. 将VSCMG簇的参数优化设计问题描述为非线性、多约束、强耦合的
单目标静态优化问题, 采用序列二次规划算法求解优化问题, 获得优化的单元参数, 并计算出动量包络面, 验证了所提出优化方法的有效性.

摘要:

为了克服现有作积形式不确定性度量方法的缺陷, 基于边界域提出一种用改进粗糙度和知识粒度求和形式的粗糙不确定性度量公式. 与现有方法相比, 它同时考虑了由边界域和知识粗糙性产生的不确定性, 从理论上证明了集成后的不确定性度量值确实比单个影响因素产生的不确定性度量值大, 是一种更加合理的不确定性度量方法. 将该方法推广到基于严凸函数知识粒度情形, 得到一类度量粗糙集不确定性度量方法, 并研究了随划分变细时, 粗糙 度、改进粗糙度与所提出方法之间的关系. 最后设计了一组算例对它们进行比较, 比较结果表明, 所提出的方法对划分变细更加敏感.

摘要:

涡流搜索是最近提出的新型优化算法, 具有操作简单且搜索能力强的突出优点, 但在后期容易陷入早熟收敛. 对比, 通过在该算法中引入量子计算, 提出一种量子衍生涡流搜索算法. 首先将涡流中心用量子比特编码; 然后将其在Bloch 球面上实施多次旋转得到多个个体, 将最优个体作为新的涡流中心, 完成一次迭代. 对新的涡流中心再次实施旋转, 直至满足终止条件. 标准函数极值优化的实验结果表明, 所提出的方法明显优于普通涡流搜索算法.

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考虑具有区间时变时滞二维(2-D) 离散系统的时滞相关稳定性和控制问题. 选取含有时滞上下界的Lyapunov 函数, 对其差分时考虑到所有项, 结合2-DJensen 不等式, 由线性矩阵不等式给出系统新的时滞相关稳定性准则. 准则中含有更少的待定变量, 降低了数值计算负担, 并且比一些已有结果具有更小的保守性. 基于稳定性准则, 由状态反馈实现了系统的稳定控制. 最后, 通过数值算例表明了所得结果的有效性和优越性.

摘要:

针对具有系统结构参数不确定的大加减速轴向移动系统, 为了提高其振动控制品质, 结合Lyapunov 理论、自适应控制技术和?? 曲线加减速法设计自适应边界控制, 用以抑制结构振动偏移量. 所设计的自适应控制能避免控制溢出效应和补偿系统参数不确定性, 并保证闭环系统的稳定性和闭环状态的一致有界性. 仿真结果表明, 所设
计的自适应边界控制算法能有效抑制结构振动偏移量.

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针对雷达组网量测数据不确定性大、信息不完备等特点, 基于决策树分类算法的思想, 创建类决策树的概念, 提出一种基于类决策树分类的特征层融合识别算法. 所给出的算法无需训练样本, 采用边构造边分类的方式, 选取信 息增益最大的属性作为分类属性对量测数据进行分类, 实现了对目标的识别. 该算法能够处理含有空缺值的量测数据, 充分利用量测数据的特征信息. 仿真实验结果表明, 类决策树分类算法是一种简单有效的特征层融合识别算法.

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针对操纵面饱和时混合优化控制分配效率低的问题, 提出一种包含执行器动态的多操纵面变参数控制分配策略. 考虑执行器物理约束和动态特性, 构建多操纵面飞机控制分配模型. 以权系数变换矩阵为参数, 将非线性混合优化控制分配律线性化. 分别建立忽略和包含执行器动态的变参数控制分配线性矩阵不等式优化模型, 并研究控制分配系统对参数变化的灵敏度. 仿真结果验证了变参数动态控制分配策略的有效性.

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鉴于能耗问题是无线传感器网络研究的重要问题, 首先建立一种非均匀部署网络拓扑模型, 该模型中越靠近sink 的区域节点部署越密集, 节点通信距离越小; 然后针对节点初始随机部署情况, 提出一种基于节点能耗均衡的分区域节点重部署算法, 该算法利用分区域的节点移动, 减少节点移动距离, 降低移动能耗, 提高算法收敛速度; 最后通过仿真表明, 所提出的算法可以用较少数量的节点覆盖监测区域, 保证网络中各节点能量均衡消耗, 提高网络生存周期.

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置信优势关系粗糙集是处理不完备有序信息的重要模型, 上、下近似集的计算是核心内容之一. 在实际应用中, 属性集通常会发生变化. 根据属性集的增加或减少, 首先讨论置信优势类及劣势类变化情况, 随之给出上、下近似集增量式的变化规律, 提出相应的近似集动态更新方法. 通过Matlab 在UCI 数据集上的实验结果表明, 与非增量式方法相比, 所提出的置信优势关系粗糙集下的上、下近似集的增量式更新方法可行、高效.

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针对具有随机间歇性观测的无线传感器网络, 基于多模型估计方法和一致性信息滤波器, 提出一种对观测节点故障容错的自适应分布式目标跟踪方法. 将传感器节点随机间歇性观测丢失和到达过程建模为马尔科夫切换系统, 在容积信息滤波器框架下, 估计传感器节点的观测丢失和到达的后验概率. 通过观测状态概率组合计算每个局部传感器节点的信息贡献, 基于自适应多模型估计方法, 实现对间歇性观测的容错性. 仿真结果表明了所提出算法的有效性和对间歇性观测的自适应容错性.

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提出一种基于数据驱动的感应电机多模型逆自适应解耦控制方法. 首先, 利用仿射聚类法(AP) 对电机系统的输入输出数据进行聚类, 再基于聚类结果和隶属度函数建立相应的神经网络多模型逆, 以实现解耦控制. 针对电机系统运行过程中电机参数变化问题, 采用粒子群优化算法(PSO) 在线调节子模型权值, 以改善逆模型失匹造成解耦控制性能下降的问题. 仿真实验表明, 所提出的方法能对电机的转速和磁链实现良好的解耦控制, 且对电机系统工况参数变化具有良好的自适应能力.

摘要:

针对属性值为区间灰数且部分权重信息已知的多属性决策问题, 提出一种基于区间灰数的核和灰度的决策方法. 根据专家评价值的取值范围设置区间灰数的取值论域, 给出了区间灰数的基于核和灰度的简化形式, 建立了普通区间灰数到标准区间灰数的转化方法, 分别基于标准灰数的核和灰度分别求取属性的权重, 进而得到属性的综合权重, 并提出了一种基于标准区间灰数相对核的排序方法对方案进行排序. 最后通过一个算例验证了所提出方法的有效性和可行性.

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针对低碳供应链研发、促销与定价问题, 构建微分博弈模型. 将产品低碳度和商誉作为状态变量, 综合考虑价格和非价格因素对市场需求的多重影响, 考察并比较不同决策下供应链的反馈均衡策略, 结合数值模拟, 对相关参数进行敏感性分析. 研究发现: 集中式决策可促使供应链实现经济绩效和环境绩效双赢; 产品批发价对分散式决策下供应链均衡策略及利润产生重要且不同影响; 两种决策下产品低碳度随时间单调变化, 而商誉的变化却呈现多样性.

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为了提高四旋翼无人机SO(3) 控制的动态性能, 对滑模变结构控制在四旋翼无人机SO(3) 姿态控制中的应用进行研究. 首先, 通过对两种四旋翼SO(3) 姿态控制模型进行分析, 确定一种奇异点较少的模型为控制对象; 随后,针对可能出现的控制奇异问题, 设计一种引入调节函数的无奇异积分型滑模面, 得到了滑模稳定性引理; 最后, 利用这种滑模面进行控制器设计和Lyapunov 稳定性分析, 证明了系统全局指数渐近稳定. 仿真结果验证了所提出的设计方案的正确性.

摘要:

针对无人机编队沿参考轨迹飞行时遭遇突发障碍物而发生碰撞的问题, 提出一种可实时避障及机间避碰的分布式编队保持算法. 基于虚拟结构编队策略, 采用非线性模型预测控制(NMPC) 方法设计分布式编队控制器. 为了实现通讯延迟下的机间避碰, 采用基于不同优先级的改进避碰惩罚策略. 仿真结果表明, 所设计的分布式编队控制器能保证编队及时避开环境中的突发障碍物, 且无人机间不发生互碰, 避障后的各编队继续以原队形沿参考轨迹飞行.

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针对量测噪声较小的环境下传统滤波算法容易出现偏差增大的实际问题, 基于高斯近似原理, 提出一种基于高斯似然近似的球面径向积分滤波(SRGLAF) 算法. 为进一步解决量测未知环境下的状态估计问题, 充分结合CKF 等确定性采样型滤波算法和SRGLAF 的优势, 设计一种基于高斯似然近似的自适应球面径向积分滤波(ASRGLAF) 算法. 仿真结果表明: SRGLAF 能够提高量测噪声较小环境下的估计精度, 而在量测噪声未知环境中, ASRGLAF 能够有效地进行状态估计, 具有明显的滤波优势.

摘要:

为了提高高阶容积卡尔曼滤波器(CKF)的滤波性能, 提出一种基于矩阵对角化变换的高阶CKF 算法. 该算法基于高阶容积准则, 利用矩阵对角化变换代替标准高阶CKF 中的Cholesky 分解, 使得协方差矩阵分解后的平方根矩阵保留了原有的特征空间信息, 状态统计量计算更加准确, 从而提高了滤波精度; 同时, 矩阵对角化变换不要求协方差矩阵正定, 增强了算法滤波稳定性. 仿真结果表明, 所提出的算法是可行而有效的, 明显改善了标准高阶CKF 的滤波效果.

摘要:

研究在设备故障环境下调度目标为工期的期望-风险准则多阶段流水车间鲁棒调度问题. 以期望工期和工期标准差分别作为调度性能和风险的度量, 求解这样的鲁棒调度方案, 使得期望工期尽可能满意的同时降低风险. 在详细描述问题的基础上, 研究问题的性质, 对量子进化算法进行改进来求解该鲁棒调度问题. 计算实验表明, 在机器可能发生故障的情况下, 期望-风险准则多阶段流水车间的鲁棒调度能够获得满意的性能和鲁棒性.

摘要:

针对复杂关联系统中分散控制方法无法有效解决子系统间的耦合和干扰问题, 提出一种基于扩张状态观测器的分散模型预测控制算法. 首先将复杂关联系统分解为多个状态维数较低、控制变量较少的子系统, 并为每个子系统设计本地预测控制器; 然后, 采用扩张状态观测器对子系统的耦合项以及干扰项进行估计, 进而利用估计值对子系统进行前馈补偿, 从而降低复杂关联系统的计算复杂度, 提高系统的稳定性和抗干扰能力; 最后, 利用液位控制系统验证了所提出算法的有效性.

摘要:

针对大规模分布式传感器网络提出一种拓扑三级分簇结构优化算法. 通过引入传感器休眠模式, 并考虑到分簇数目较多的情况, 对多个簇头节点采用生成最小刚性图的方法进行拓扑优化, 以实现传感器网络整体能量均衡,使传感器网络具有较好的连通性和鲁棒性. 仿真实验表明, 与已有相关算法相比, 采用所提出的算法可使网络延缓出现节点死亡现象, 有利于实现网络负载均衡, 并且网络中节点整体存活时间较长, 从而延长网络的生命周期.

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针对带分布时滞和离散时滞的不确定中立型系统进行稳定性研究. 基于交互式凸组合方法和下界引理, 通过构造恰当的李雅普诺夫泛函, 适当分割时滞区间, 处理一组由凸参数逆加权的正函数线性组合(交互式凸组合), 给出线性矩阵不等式形式的系统鲁棒稳定性判据. 该方法允许离散时滞为变时滞, 增强了系统的鲁棒性能. 数值算例验证了所得结果的有效性和合理性.

摘要:

针对常规输出反馈特征结构配置方法不能完全保证闭环系统稳定性的问题, 提出一种改进的输出反馈特征结构配置方法. 该改进的算法通过引入二次型性能指标, 将闭环系统的稳定性问题转化为线性二次型最优控制问题,从而保证闭环系统的稳定性; 考虑到采用特征结构配置方法所设计的闭环系统鲁棒性不强, 给出保证系统鲁棒性的条件, 以解决系统鲁棒性问题. 最后, 通过在飞翼飞机上的仿真结果验证了所提出算法的有效性.

摘要:

针对同时具有未知非线性函数(包括系统不确定性、外部干扰等) 和执行器故障的非线性系统, 提出基于区间观测器的故障检测方法. 首先, 在假定执行器故障不出现的前提下, 基于未知非线性函数的上下界信息, 提出两种区间观测器设计方法; 然后, 利用这两种区间观测器的输出和系统的真实输出, 构造可以对执行器故障进行检测的残差, 以此实现基于区间观测器的执行器故障检测. 最后, 通过两个仿真例子验证了所提出方法的正确性和有效性.

摘要:

为了进一步提高伪谱最优控制方法的计算精度, 削弱微分形式伪谱法对状态变量近似误差的放大幅度, 研究基于积分形式的伪谱最优控制方法. 依次给出3 种伪谱法的积分伪谱离散形式, 证明当Lagrange 多项式对状态变量的近似误差等于零时, Gauss 伪谱法和Radau 伪谱法的积分形式与微分形式是等价的, 而Legendre 伪谱法的积分形式与微分形式是不等价的, 并分析了其不等价的原因.

摘要:

针对一类干扰不匹配的线性离散时间系统, 研究基于广义扩张状态观测器的稳定化状态反馈控制器设计问题. 在经典的自抗扰控制器中, 扩张状态观测器主要针对干扰匹配的积分串联型系统. 然而, 在许多实际系统中往往存在干扰不匹配的情况, 例如存在采样抖动的离散时间控制系统. 针对这一问题, 基于一类存在不匹配干扰的离散时间系统, 提出广义扩张状态观测器和相应的稳定化状态反馈控制器设计方法. 最后通过永磁同步电机调速控制仿真实例验证了所设计的观测器和控制器的有效性.

摘要:

对于带不确定噪声方差的多传感器系统, 基于极大极小鲁棒估计原理, 提出保证估计性能的集中式融合鲁棒稳态Kalman 预报器. 对于预置的估计精度偏差指标, 利用Lagrange 乘数法求得相应噪声方差的最大扰动域, 使该域中所有可容许的噪声扰动, 其实际精度对鲁棒精度的偏差被保证在预置范围内, 并给出精度偏差的最大下界和最小上界. 应用Lyapunov 方程方法证明了保证估计性能能够被满足. 仿真分析表明了所得结果的正确性和有效性.

摘要:

针对电网故障诊断解析模型存在多解和误诊问题, 提出一种基于关联规则的电网故障诊断解析方法, 并通过解析保护和断路器动作及告警信息的不确定性, 构建诊断的评价指标. 利用解析方法获得故障的完备诊断, 进而基于各类不确定性事件概率, 采用评价指标从完备的诊断集合中求取最优诊断. 故障诊断算例验证了所提出方法的有效性.

摘要:

针对准则权重不完全确定, 方案准则值为区间直觉模糊数的多准则决策问题, 提出一种基于前景理论的双向投影决策方法. 首先, 给出一个考虑犹豫度的区间记分函数; 其次, 以零点为参考点计算各准则下的综合前景值; 然后, 利用定义的方案和理想点以及临界点形成的向量表达方式, 建立双向投影测度方法, 构建并求解基于方案区间投影总偏差最小的非线性规划模型, 并结合最大熵原理获得准则权重; 接着, 利用所提出的基于两个方向区间贴近度公式对各方案进行排序; 最后, 通过算例验证了该方法的有效性和可行性.

摘要:

考虑离散线性周期系统的模型匹配问题, 提出一种基于参数化极点配置的模型匹配方法. 该方法从时域的角度出发, 采用周期状态反馈, 使得闭环系统充分接近目标系统. 由于所采用的参数化极点配置算法提供了充分的自由度, 所提出的方法能够实现零误差匹配. 数值算例验证了所提出算法的有效性.