摘要:介绍一种基于区间观测器的故障诊断技术.为突出区间观测器在故障诊断方面的优势,总结归纳针对不同类型系统构造的可以达到故障诊断目的的区间观测器,并讨论观测器的设计条件.例如,事件触发机制下的故障检测区间观测器,针对线性参数变化系统设计的基于区间观测器的故障检测机制,在区间观测器的框架下实现带有未知互联项的T-S模糊大系统的故障隔离,以及利用区间观测器对多智能体系统实现故障隔离.最后探讨该领域亟待解决的问题.

摘要:针对离散/连续时间情况下时不变/时变多种不同的鲁棒自适应控制系统,基于归纳法提出一种统一的传统分析方法,该方法为鲁棒自适应控制器的设计提供了一般性的指导原则.在设计和实现鲁棒自适应控制器时要求具有与模型误差先验知识相关的假设,通过所提出的算法可以将该假设消除,使得已有的鲁棒自适应控制理论得到进一步发展.此外,通过稳定性分析证明了该算法对于更宽松边界的模型误差具有鲁棒性.最后,归纳总结了近期自适应控制方法在处理非光滑不确定性、执行器故障补偿、欠驱动非完整约束、分布式一致性和随机系统控制等问题上取得的代表性成果.

摘要:小增益定理是现代控制理论中极为重要的基本工具之一,它在关联系统和不确定系统的鲁棒稳定性分析以及鲁棒控制器设计的许多工作中都发挥着极大的作用.基于输入到状态稳定性的概念,笔者于1994年首次提出了广义非线性小增益定理.与之前的小增益定理不同,这一结果为同时刻画关联系统的内部稳定性和外部稳定性提供了一个统一的框架.从镇定与鲁棒自适应控制到分散式或分布式控制以及输出调节(抗干扰渐近跟踪),基于非线性小增益定理已经发展出一系列的鲁棒非线性控制器设计新工具.在过去10年间,复杂非线性大系统已成为研究热点,驱动着小增益定理向更加完备的网络小增益定理方向发展,以期解决网络稳定性与控制中的新问题.对此,针对非线性小增益理论的一些最新研究进展及其在通讯和计算约束下的网络化控制和事件驱动控制应用结果进行综述,并对该理论的未来研究方向给出一些建议.

摘要:饱和约束控制系统的吸引域估计是非线性系统领域的一个基本问题,主要涉及到饱和约束的处理和Lyapunov函数的选取.围绕这两个关键问题,梳理了解决饱和约束控制系统吸引域估计问题的一系列方法,总结了文献及最近的一些研究结果.

摘要:控制理论中系统的输入输出与事件的因果关系具有对应关系,以事物的因果性为出发点探索控制的方法论问题,提出基于“因体果”(Cause-plant-effect,CPE)关系的因果控制方法.从模型角度看,因体果控制方法可用于描述事件演化、时间关联和空间量化的混合动态模式,因果的驱动方式兼具时间演化、事件关联和规则关系,因此可涵盖更一般的、更具社会性、智能性的控制和优化问题.从分析角度看,提出多因多果的广义可控、广义可观性、相关的干扰(或故障)可补偿性、可估计性、可抑制性概念,以扩展控制理论原有的“内部性”范畴.从时序机制看,因果的驱动方向可兼具正向和倒向,具有时间的不一致性和非因果性/逆时序性.控制的目的是使得通过改变“可控制的因(内因)”,在“不可控制的因(外因)”的共同影响下,使得“不可预测的果(恶果)”可能性减少、“可预测的果(善果)”可能性增大.

摘要:高速列车因其舒适、便捷、安全和准时, 已成为我国主流的城际间交通工具.CRH(China railway high- speed)动车组高速列车是一个大型复杂的机电耦合系统,作为其重要组成部分,牵引控制系统的可靠性对于高速列车的安全运行至关重要.随着在轨运行时间的增长,牵引控制系统中的很多部件都会发生不同程度的性能衰退,并引发各种故障,给高速列车的安全运行带来潜在的危险.鉴于此,针对牵引变压器、牵引变流器(整流器、逆变器)、牵引电机、转向架系统、牵引/制动控制单元等与高速列车牵引系统相关的重要部件和单元的故障诊断、容错控制与预测方法进行现状调研和分析,并对每种方法的基本思路、现阶段进展以及适用条件等进行了介绍,最后陈述了高速列车牵引控制系统故障诊断与预测领域尚待解决的问题.

摘要:有色冶金过程受原料来源多样、工况条件波动、生产成分变化等因素的影响,存在大量的不确定性,严重影响了冶炼生产的稳定性与可靠性.鉴于此,综述不同类型不确定性优化问题的描述方法,具体包括概率不确定优化问题、模糊不确定优化问题和区间不确定优化问题.通过分析有色冶金生产过程的特点与需求,以3种典型的有色冶金过程不确定优化问题为例,探讨不同类型的有色冶金过程不确定优化方法.针对氧化铝生料浆配料过程的概率不确定优化问题,采用基于Hammersley sequence sampling(HSS)的方法实现不确定模型的确定性转换;针对湿法炼锌除铜过程的模糊不确定优化问题,采用基于模糊规则的方法进行确定性评估;针对锌电解分时供电过程的区间不确定优化问题,采用基于min-max的方法求解鲁棒解.工业运行数据均验证了上述方法的有效性.

摘要:滤波器组框架理论是应用数学、信号处理、图像处理和数字通信等领域的重要问题之一,对滤波器组框架的分析和设计问题进行研究有着重要的科学意义和应用前景.近年来,随着高维非规则化数据信息大量涌现,很多学者开始研究图信号处理的滤波器组方法.因此对滤波器组框架理论及其在图信号处理中的应用进行了综述研究.首先对传统滤波器组框架理论的基础知识进行概述,总结滤波器组框架分析与设计方法;然后重点介绍两类图信号处理架构以及图滤波器组的最新研究成果;最后对未来的研究进行展望.

摘要:首先针对常规多目标优化算法求解高维多目标优化时面临的选择压力衰减问题进行论述;然后针对该问题,按照选择机制的不同详细介绍基于Pareto支配、基于分解策略和基于性能评价指标的典型高维多目标优化算法,并分析各自的优缺点;接着立足于一种全新的性能评价指标-----R2指标,给出R2指标的具体定义,介绍基于R2指标的高维多目标优化算法,分析此类算法的本质,并按照R2指标的4个关键组成部分进行综述;最后,发掘其存在的潜在问题以及未来发展空间.

摘要:随着现代科技的迅速发展,高性能需求对伺服控制技术提出了更高的要求.鲁棒与最优控制技术在雷达天线、数控机床、机械臂、移动机器人和硬盘驱动等伺服系统的应用中表现出极大的优势,在伺服控制领域扮演着越来越重要的角色.结合伺服控制的应用背景回顾了鲁棒与最优控制理论中的一些主要问题与方法;以车载天线系统为例,对伺服控制设计的主要环节(指标定义、模型辨识、鲁棒分析和控制设计)进行讨论,强调了状态控制方法与经典频域法结合的重要性;对主流鲁棒与最优控制算法(回路成型、H_∞、mu综合、$H_2$、混合$H_2/H_{\infty

摘要:水下目标检测、识别和跟踪是具有重要意义的热点研究问题,在军事和民用领域都有重要的应用.鉴于此,对基于声呐图像的水下目标检测、识别和跟踪原理、方法以及典型算法的研究进展进行全面阐述.首先论述基于声呐图像的水下目标检测、图像去噪、图像分割等方面的主要进展以及典型算法和算法扩展;然后对水下目标声呐图像识别中的特征提取、特征分类方法和主要技术难点进行讨论;最后阐述基于水声信号处理和声呐图像信息的水下目标跟踪方法和算法.通过对水下目标处理过程各个过程的深入讨论和对比分析,指出基于声呐图像的水下目标检测、识别和跟踪中急需解决的关键科学问题及可能的解决思路,并对该领域的未来发展方向做进一步的展望.

摘要:脉冲神经网络是目前最具有生物解释性的人工神经网络,是类脑智能领域的核心组成部分.首先介绍各类常用的脉冲神经元模型以及前馈和循环型脉冲神经网络结构;然后介绍脉冲神经网络的时间编码方式,在此基础上,系统地介绍脉冲神经网络的学习算法,包括无监督学习和监督学习算法,其中监督学习算法按照梯度下降算法、结合STDP规则的算法和基于脉冲序列卷积核的算法3大类别分别展开详细介绍和总结;接着列举脉冲神经网络在控制领域、模式识别领域和类脑智能研究领域的应用,并在此基础上介绍各国脑计划中,脉冲神经网络与神经形态处理器相结合的案例;最后分析脉冲神经网络目前所存在的困难和挑战.

摘要:在环境污染日趋严重,化石能源逐渐枯竭的背景下,能源系统的发展趋向于清洁化、智能化,我国已将智慧能源的发展提升为国家战略.电力系统作为能源系统的核心环节,应用广泛,具有较强的调节能力且控制复杂,其智能化程度将决定能源系统的智能化水平.伴随着分布式电源、电动汽车、分布式储能元件等具有能源生产、存储、消费多种特性的新型能源终端高比例接入电网,现代电力系统呈现出复杂非线性、强不确定性、强耦合性等特点,传统建模、优化、控制技术存在诸多局限性,人工智能技术将是解决复杂系统控制与决策问题的有效措施.鉴于此,首先梳理人工智能在电力系统应用的发展脉络;然后根据人工智能在电力系统的应用热点领域,阐述人工智能技术在电力系统调度、规划以及电力市场等方面的应用,并对各重点研究内容的未来方向进行展望.

摘要:混杂奇异摄动理论及其应用是近年来的研究热点.鉴于此,介绍了一般化的混杂奇异摄动系统模型,概括了混杂奇异摄动系统的分析方法,总结了混杂奇异摄动系统分析与综合的研究现状及其应用领域,并对该研究领域未来的研究方向进行了展望.

摘要:布尔网络可以简洁有效地描述作用在有限集上的动态离散模型.然而,随着研究的深入以及一些实际问题的需要,传统的布尔网络已经不能满足建模的需求,由此衍生出受限布尔网络,通过矩阵半张量积,该类型的网络可以转化为便于处理的等价代数表示.鉴于此,对受限布尔(控制)网络的来源、受限形式和相关问题,作了概括与总结.对于受限布尔网络中出现的典型问题、规范化与可解性,理清了其发展脉络与研究现状;对受限布尔网络的拓扑结构整理了相关结果.另一方面,在受限布尔控制网络部分,着重总结其能控性的发展现状,将现有的能控性分析方法归为Dimitriy-Michael方法和预反馈方法两大类,并分别介绍其分析过程.总结受限布尔控制网络在设计能控、镇定、最优控制信号等问题中的一些常用方法(输入-状态关联矩阵方法和Floyd算法),以及牵引控制和干扰解耦等其他研究方向.