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人机融合系统协同与优化方法研究进展

指挥控制与仿真 2024年

作者：王荣浩文晓向峥嵘陆军工程大学国防工程学院南京理工大学自动化学院

人机融合作为决定未来战争形式的关键因素，从提出到兴起备受各国军事领域专家的关注，它是促进人和机器智能协作的一种必要手段。针对人机融合系统，介绍了目前的研究现状、相关重要概念以及实际应用，分析了从无人系统到人机融合的整... 详细信息

人机融合作为决定未来战争形式的关键因素，从提出到兴起备受各国军事领域专家的关注，它是促进人和机器智能协作的一种必要手段。针对人机融合系统，介绍了目前的研究现状、相关重要概念以及实际应用，分析了从无人系统到人机融合的整体发展进程，归纳了人机融合的相关理论和协同策略，得到了人机融合系统的实现框架、协同机制和发展研判，并对其性能优化方法和协同优化关键技术进行了深入剖析。

关键词：人机融合协同策略智能协作性能优化人机系统

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切换非线性系统的输出反馈周期事件触发控制

控制理论与应用 2022年第8期39卷 1377-1386页

作者：李实向峥嵘南京师范大学电气与自动化工程学院江苏南京210023 南京理工大学自动化学院江苏南京210094

本文针对一类在任意切换信号作用下的切换非线性系统,研究了其输出反馈周期事件触发控制问题.所考虑的非线性系统采用非严格反馈形式且含有未知时变控制系数。在本文中,仅利用采样时刻的系统输出.为了估计系统的不可量测的状态,基于采... 详细信息

本文针对一类在任意切换信号作用下的切换非线性系统,研究了其输出反馈周期事件触发控制问题.所考虑的非线性系统采用非严格反馈形式且含有未知时变控制系数。在本文中,仅利用采样时刻的系统输出.为了估计系统的不可量测的状态,基于采样的系统输出构造了降维状态观测器.为了减少通信资源的利用,提出了一种新的输出反馈周期事件触发策略,该策略包含仅利用事件触发时刻的信息构造的输出反馈事件触发控制器以及仅在采样时刻间歇性监测的离散事件触发机制.通过选取可容许的采样周期及合适的公共Lyapunov函数,证明了闭环系统在任意切换下全局渐近稳定.最后,通过将本文中所给出的控制方案应用到数值算例中验证了其有效性.

关键词：非线性系统切换系统周期事件触发控制输出反馈任意切换公共Lyapunov函数方法

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一类非线性多自主体系统的实用脉冲一致性

控制理论与应用 2023年第2期40卷 267-274页

作者：邹文成王荣浩向峥嵘南京理工大学自动化学院江苏南京210094 陆军工程大学国防工程学院江苏南京210007

针对一类非线性多自主体系统,研究基于实用脉冲控制的一致性协议设计问题.引入脉冲调制间歇控制策略,利用峰值很大,持续时间很短的信号代替理想脉冲信号,设计实用脉冲一致性协议.首先给出一类连续―间歇型实用脉冲协议.利用李雅普诺夫... 详细信息

针对一类非线性多自主体系统,研究基于实用脉冲控制的一致性协议设计问题.引入脉冲调制间歇控制策略,利用峰值很大,持续时间很短的信号代替理想脉冲信号,设计实用脉冲一致性协议.首先给出一类连续―间歇型实用脉冲协议.利用李雅普诺夫函数方法,图论和间歇控制理论,证明了在该协议下,多自主体系统可以实现渐近一致性.在连续—间歇型实用脉冲协议实施中,需在控制作用区间连续量测自主体状态.针对此局限,提出了采样―间歇型实用脉冲协议.通过采样和间歇控制理论,建立了多自主体系统实现渐近一致性的充分条件.进一步地,分析了当控制作用区间等于采样周期时,采样—间歇型实用脉冲协议退化为周期采样控制协议,而当控制作用区间趋于0时,其退化为脉冲控制协议.揭示了所提出的采样―间歇型实用脉冲协议同周期采样控制协议,脉冲控制协议之间的关系.

关键词：多自主体系统一致性非线性系统采样控制脉冲控制脉冲调制间歇控制

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考虑移动应急电源配置的微电网顺序恢复方法

中国电机工程学报 2023年第7期43卷 2677-2688页

作者：蔡胜谢云云张玉坪靳小龙向峥嵘王栋南京理工大学自动化学院江苏省南京市210094 智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 国网淮安供电公司江苏省淮安市223002

自然灾害引发配电网停电后,利用配网中分布式电源构建微电网实现重要负荷的顺序恢复,是提升配电网弹性的重要手段。现有研究主要利用配网中存在的小型燃机、可再生能源和储能等固定式电源构建微电网,并优化微网中节点的恢复顺序。随着... 详细信息

自然灾害引发配电网停电后,利用配网中分布式电源构建微电网实现重要负荷的顺序恢复,是提升配电网弹性的重要手段。现有研究主要利用配网中存在的小型燃机、可再生能源和储能等固定式电源构建微电网,并优化微网中节点的恢复顺序。随着配网中移动应急电源数量的增加,充分利用移动应急电源可以进一步提升配电网弹性。为此,该文提出了考虑移动应急电源优化配置的灾后微电网顺序恢复方法。首先,以重要负荷恢复量最大为优化目标,建立了考虑应急电源配置、区域划分、恢复路径及供电顺序协同优化的配电网灾后顺序恢复模型。由于该模型是非线性规划问题,进一步对模型进行线性化处理,将其转化为混合整数线性规划问题进行快速求解。最后。采用IEEE37节点配电系统,对所提方法的有效性进行了验证。

关键词：极端自然灾害应急电源优化配置微电网顺序恢复

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有人/无人机协同系统及关键技术综述

兵器装备工程学报 2023年第8期44卷 72-80页

作者：王荣浩高星宇向峥嵘陆军工程大学国防工程学院南京210007 南京理工大学自动化学院南京210094

有人/无人机协同系统是在无人机系统基础上发展起来的一种新型协同作战系统.随着任务复杂度的不断加深,仅凭无人机不能满足各类任务需求,有人机承担的指挥、控制和决策功能的重要性逐步增强,是系统任务执行效能得以提升的关键要素.凭借... 详细信息

有人/无人机协同系统是在无人机系统基础上发展起来的一种新型协同作战系统.随着任务复杂度的不断加深,仅凭无人机不能满足各类任务需求,有人机承担的指挥、控制和决策功能的重要性逐步增强,是系统任务执行效能得以提升的关键要素.凭借无人机强大的感知、计算、通讯能力以及机载飞行员的高级智慧和经验,有人机和无人机可以实现协同编队,完成各种复杂任务.深入分析了有人/无人机协同系统的架构及组成,总结了目前的发展状况,提炼和归纳了系统的关键技术.最后对系统未来的发展方向进行了展望.

关键词：有人/无人机系统协同控制指挥决策作战系统联合编队

基于状态观测器的多四旋翼无人机时变编队控制

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吉林大学学报（工学版） 2023年第3期53卷 871-882页

作者：于雅静郭健王荣浩秦伟宋明武向峥嵘南京理工大学自动化学院南京210094 陆军工程大学国防工程学院南京210007 军事科学院国防科技创新研究院北京100091 天津(滨海)人工智能创新中心天津300450

针对有向切换通信网络下多四旋翼无人机系统存在的部分信息不可测问题,基于神经网络状态观测器方法,提出了分布式自适应滑模时变编队控制方案。首先,通过设计分布式时变编队控制协议,使无人机仅需邻居状态信息便可实现通信,摆脱了对全... 详细信息

针对有向切换通信网络下多四旋翼无人机系统存在的部分信息不可测问题,基于神经网络状态观测器方法,提出了分布式自适应滑模时变编队控制方案。首先,通过设计分布式时变编队控制协议,使无人机仅需邻居状态信息便可实现通信,摆脱了对全局信息的依赖。其次,由于欠驱动特性的存在,设计了位置辅助控制器,解算出姿态目标信息和控制推力。同时,通过设计神经网络状态观测器,对系统不可测信息进行观测,并将观测值反馈到自适应滑模控制器中,提高了无人机系统的鲁棒性。最后,通过Lyapunov定理对四旋翼无人机编队系统进行分析,证明了多无人机编队追踪误差有界且可收敛到零点邻域内。仿真结果表明,本文控制方法可以使多无人机系统实现时变编队控制,验证了理论结果的有效性。

关键词：无人机系统有向切换通信网络神经网络状态观测器时变编队控制自适应滑模控制

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具有状态时滞的切换随机系统的指数稳定条件

控制与决策 2012年第12期27卷 1885-1889页

作者：丛屾沈捷向峥嵘黑龙江大学机电工程学院哈尔滨150080 南京工业大学自动化学院南京210008 南京理工大学自动化学院南京210094

考虑由具有状态时滞的线性Ito随机子系统构成的切换系统,基于多Lyapunov泛函方法研究切换与时滞对于稳定性的共同影响,并以此建立均方指数稳定条件.在均方意义下噪声对于稳定性的影响基本是负面的,因此构造一类形式较为一般的Lyapunov... 详细信息

考虑由具有状态时滞的线性Ito随机子系统构成的切换系统,基于多Lyapunov泛函方法研究切换与时滞对于稳定性的共同影响,并以此建立均方指数稳定条件.在均方意义下噪声对于稳定性的影响基本是负面的,因此构造一类形式较为一般的Lyapunov泛函并运用噪声的统计特性于其解析过程中,以减少噪声所引起的保守性.最后,通过一个仿真算例描述切换与时滞的相互制约关系表明了所提出方法的有效性.

关键词：切换系统 Brown运动均方稳定时滞