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Optimal Tracking Control for a Class of Unknown Discrete-time Systems with Actuator Saturation via Data-based ADP Algorithm

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自动化学报 2013年第9期39卷 1413-1420页

作者： SONG Rui-Zhuo XIAO Wen-Dong sun chang-yin School of Automation and Electrical Engineering University ofScience and Technology Beijing Beijing 100083 China

为有致动器浸透和未知动力学的分离时间的系统的一个班的一个新奇最佳的追踪控制方法在这份报纸被建议。计划基于反复的适应动态编程(自动数据处理) 算法。以便实现控制计划，一个 data-based 标识符首先为未知系统动力学被构造。由介绍... 详细信息

为有致动器浸透和未知动力学的分离时间的系统的一个班的一个新奇最佳的追踪控制方法在这份报纸被建议。计划基于反复的适应动态编程(自动数据处理) 算法。以便实现控制计划，一个 data-based 标识符首先为未知系统动力学被构造。由介绍 M 网络，稳定的控制的明确的公式被完成。以便消除致动器浸透的效果， nonquadratic 表演功能被介绍，然后一个反复的自动数据处理算法被建立与集中分析完成最佳的追踪控制解决方案。为实现最佳的控制方法，神经网络被用来建立 data-based 标识符，计算性能索引功能，近似最佳的控制政策并且分别地解决稳定的控制。模拟例子被提供验证介绍最佳的追踪的控制计划的有效性。

关键词：最优跟踪控制离散时间系统饱和执行器 DP算法控制方案神经网络性能指标系统动力学

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栅格地图中多机器人协作搜索目标

控制理论与应用 2018年第3期35卷 273-282页

作者：曹翔孙长银东南大学自动化学院江苏南京210096 淮阴师范学院物理与电子电气工程学院江苏淮安223300

目标搜索是多机器人领域的一个挑战.本文针对栅格地图中多机器人目标搜索算法进行研究.首先,利用Dempster-Shafer证据理论将声纳传感器获取的环境信息进行融合,构建搜索环境的栅格地图.然后,基于栅格地图建立生物启发神经网络用于表示... 详细信息

目标搜索是多机器人领域的一个挑战.本文针对栅格地图中多机器人目标搜索算法进行研究.首先,利用Dempster-Shafer证据理论将声纳传感器获取的环境信息进行融合,构建搜索环境的栅格地图.然后,基于栅格地图建立生物启发神经网络用于表示动态的环境.在生物启发神经网络中,目标通过神经元的活性值全局的吸引机器人.同时,障碍物通过神经元活性值局部的排斥机器人,避免与其相撞.最后,机器人根据梯度递减原则自动的规划出搜索路径.仿真和实验结果显示本文提及的算法能够实现栅格地图中静态目标和动态目标的搜索.与其他搜索算法比较,本文所提及的目标搜索算法有更高的效率和适用性.

关键词：多机器人目标搜索 Dempster-Shafer理论生物启发神经网络

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多智能体深度强化学习的若干关键科学问题

自动化学报 2020年第7期46卷 1301-1312页

作者：孙长银穆朝絮东南大学自动化学院南京210096 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

强化学习作为一种用于解决无模型序列决策问题的方法已经有数十年的历史,但强化学习方法在处理高维变量问题时常常会面临巨大挑战.近年来,深度学习迅猛发展,使得强化学习方法为复杂高维的多智能体系统提供优化的决策策略、在充满挑战的... 详细信息

强化学习作为一种用于解决无模型序列决策问题的方法已经有数十年的历史,但强化学习方法在处理高维变量问题时常常会面临巨大挑战.近年来,深度学习迅猛发展,使得强化学习方法为复杂高维的多智能体系统提供优化的决策策略、在充满挑战的环境中高效执行目标任务成为可能.本文综述了强化学习和深度强化学习方法的原理,提出学习系统的闭环控制框架,分析了多智能体深度强化学习中存在的若干重要问题和解决方法,包括多智能体强化学习的算法结构、环境非静态和部分可观性等问题,对所调查方法的优缺点和相关应用进行分析和讨论.最后提供多智能体深度强化学习未来的研究方向,为开发更强大、更易应用的多智能体强化学习控制系统提供一些思路.

关键词：强化学习深度强化学习多智能体学习系统智能控制决策优化

具有非线性不确定性的高超声速飞行器的分布式鲁棒反步跟踪控制（英文）

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控制理论与应用 2018年第7期35卷 963-972页

作者：王晴余瑶孙长银北京科技大学自动化学院北京100083 东南大学自动化学院江苏南京210096

本文针对具有外部干扰,参数摄动和非连续未知非线性气动影响的一般高超声速飞行器纵向动力学问题,设计了分布式鲁棒反步跟踪控制器.为了处理复杂的系统,将标准反步控制和信号补偿方法结合起来构成一个"简单"的鲁棒控制器.该方法不仅可... 详细信息

本文针对具有外部干扰,参数摄动和非连续未知非线性气动影响的一般高超声速飞行器纵向动力学问题,设计了分布式鲁棒反步跟踪控制器.为了处理复杂的系统,将标准反步控制和信号补偿方法结合起来构成一个"简单"的鲁棒控制器.该方法不仅可以保证闭环系统半全局鲁棒跟踪性能,也可保证系统跟踪误差以期望的收敛速度收敛到期望的误差范围内.最后,带有非线性不确定性,外部干扰和参数扰动的仿真系统说明了该方法的有效性.

关键词：高超声速飞行器鲁棒反步非线性不确定性

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自适应分布式聚合博弈广义纳什均衡算法

自动化学报 2024年第6期50卷 1210-1220页

作者：时侠圣任璐孙长银安徽大学自主无人系统技术教育部工程研究中心合肥230601 安徽大学安徽省无人系统与智能技术工程研究中心合肥230601 安徽大学人工智能学院合肥230601

随着信息物理系统技术的发展,面向多智能体系统的分布式协同优化问题得到广泛研究.主要研究面向多智能体系统的受约束分布式聚合博弈问题,其中局部智能体成本函数受到全局聚合项约束和全局等式耦合约束.首先,面向一阶积分型多智能体系... 详细信息

随着信息物理系统技术的发展,面向多智能体系统的分布式协同优化问题得到广泛研究.主要研究面向多智能体系统的受约束分布式聚合博弈问题,其中局部智能体成本函数受到全局聚合项约束和全局等式耦合约束.首先,面向一阶积分型多智能体系统设计一种基于估计梯度下降的纳什均衡求解算法.其中,利用多智能体系统平均一致性方法设计一种自适应估计策略,以实现全局聚合项约束分布式估计,并据此计算出梯度函数估计值.其次,利用状态反馈策略和输出反馈策略将上述算法推广至状态信息可测和状态信息不可测一般线性异构多智能体系统.最后,利用拉萨尔不变性原理证实上述算法收敛性,并提供多组案例仿真用以验证算法有效性.

关键词：聚合博弈自适应比例积分梯度跟踪一般线性多智能体系统

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机动目标的逆合成孔径雷达成像原理与算法

电子学报 2000年第6期28卷 24-28,59页

作者：保铮孙长印邢孟道西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室西安710071

对于非合作的机动目标 ,由于目标相对于雷达射线的姿态和转速难以测定 ,而且是时变的 ,因而给逆合成孔径雷达 (ISAR)成像造成较大困难 .本文讨论了这种情况下成像的一般原理 ,并对机动性不太大 ,散射点子回波多普勒变化满足一阶近似条件... 详细信息

对于非合作的机动目标 ,由于目标相对于雷达射线的姿态和转速难以测定 ,而且是时变的 ,因而给逆合成孔径雷达 (ISAR)成像造成较大困难 .本文讨论了这种情况下成像的一般原理 ,并对机动性不太大 ,散射点子回波多普勒变化满足一阶近似条件时 ,提出了实用算法 .实测数据的处理结果说明新算法是可行的 .

关键词：逆合成孔径雷达机动目标成像原理算法

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基于因果建模的强化学习控制:现状及展望

自动化学报 2023年第3期49卷 661-677页

作者：孙悦雯柳文章孙长银东南大学自动化学院南京210096 安徽大学人工智能学院合肥230601 自主无人系统技术教育部工程研究中心合肥230601 安徽省无人系统与智能技术工程研究中心合肥230601

基于因果建模的强化学习技术在智能控制领域越来越受欢迎.因果技术可以挖掘控制系统中的结构性因果知识,并提供了一个可解释的框架,允许人为对系统进行干预并对反馈进行分析.量化干预的效果使智能体能够在复杂的情况下(例如存在混杂因... 详细信息

基于因果建模的强化学习技术在智能控制领域越来越受欢迎.因果技术可以挖掘控制系统中的结构性因果知识,并提供了一个可解释的框架,允许人为对系统进行干预并对反馈进行分析.量化干预的效果使智能体能够在复杂的情况下(例如存在混杂因子或非平稳环境)评估策略的性能,提升算法的泛化性.本文旨在探讨基于因果建模的强化学习控制技术(以下简称因果强化学习)的最新进展,阐明其与控制系统各个模块的联系.首先介绍了强化学习的基本概念和经典算法,并讨论强化学习算法在变量因果关系解释和迁移场景下策略泛化性方面存在的缺陷.其次,回顾了因果理论的研究方向,主要包括因果效应估计和因果关系发现,这些内容为解决强化学习的缺陷提供了可行方案.接下来,阐释了如何利用因果理论改善强化学习系统的控制与决策,总结了因果强化学习的四类研究方向及进展,并整理了实际应用场景.最后,对全文进行总结,指出了因果强化学习的缺点和待解决问题,并展望了未来的研究方向.

关键词：强化学习控制因果发现因果推理迁移学习表示学习

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切换拓扑下动态事件触发多智能体系统固定时间一致性

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自动化学报 2023年第6期49卷 1295-1305页

作者：孙梦薇任璐刘剑孙长银安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230601 安徽大学人工智能学院合肥230601 东南大学自动化学院南京210018

针对有扰动的一阶非线性多智能体系统在切换拓扑下的实际固定时间平均一致性问题,提出了基于动态事件触发机制的固定时间一致性协议.该一致性协议在节约更多资源的情况下,使多智能体系统以更快的速度达到一致.相对于有限时间一致性控制... 详细信息

针对有扰动的一阶非线性多智能体系统在切换拓扑下的实际固定时间平均一致性问题,提出了基于动态事件触发机制的固定时间一致性协议.该一致性协议在节约更多资源的情况下,使多智能体系统以更快的速度达到一致.相对于有限时间一致性控制算法,固定时间一致性控制算法的收敛时间不依赖于初始状态,并且可以通过选择合适的控制器参数设定相应的收敛时间上界.通过设计一个包含双曲正切函数的测量误差,证明系统不存在Zeno行为.由于内部动态变量的引入,大量不必要的触发被取消,从而节省能量损耗.最后,通过仿真实验验证算法的可行性和有效性.

关键词：多智能体系统固定时间一致性动态事件触发控制切换拓扑

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扑翼飞行器的建模与控制研究进展

自动化学报 2017年第5期43卷 685-696页

作者：贺威丁施强孙长银北京科技大学自动化学院北京100083 电子科技大学自动化工程学院机器人研究中心成都611731 东南大学自动化学院南京210096

扑翼飞行器(Flapping-wing air vehicle,FAV)即通过模拟昆虫以及鸟类飞行方式而制造的仿生机器人.与常见的固定翼和旋翼飞行器相比,具有效率高、质量轻、机动性强、耗能低等显著优点,是飞行器发展的重要方向.关于扑翼机的研究始于上世... 详细信息

扑翼飞行器(Flapping-wing air vehicle,FAV)即通过模拟昆虫以及鸟类飞行方式而制造的仿生机器人.与常见的固定翼和旋翼飞行器相比,具有效率高、质量轻、机动性强、耗能低等显著优点,是飞行器发展的重要方向.关于扑翼机的研究始于上世纪后期,现如今从理论探索到机体开发都有了可喜的成果.本文首先介绍了世界领先的几款扑翼飞行器的特点,接着简述了扑翼飞行器在动力学、能源、控制等方面的发展现状,并对未来的研究方向做出了展望.

关键词：扑翼飞行器空气动力学飞行控制柔性结构振动控制