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基于安全结构理论的系统外部扰动演化规律研究

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中国安全生产科学技术 2022年第5期18卷 60-65页

作者：郭力萌金智新王延生赵彬邓存宝乔玲太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 晋能控股集团有限公司山西大同037000 太原市轨道交通发展有限公司山西太原030002

为解决目前安全结构理论体系中缺少对系统外部扰动演化规律研究的问题,基于工程学外部扰动理论与安全结构理论,研究系统外部扰动对安全事件发生、发展及演化的作用规律。给出活动环境系统与外部因素的定义,参考星形拓扑网络建立外部因... 详细信息

为解决目前安全结构理论体系中缺少对系统外部扰动演化规律研究的问题,基于工程学外部扰动理论与安全结构理论,研究系统外部扰动对安全事件发生、发展及演化的作用规律。给出活动环境系统与外部因素的定义,参考星形拓扑网络建立外部因素拓扑结构;通过分析外部因素状态随时间的演化形式,阐明活动因素状态受外部扰动的响应机制,揭示系统外部扰动对安全事件演化的影响及作用规律。研究结果表明:外部扰动导致系统内活动因素状态的动态响应是安全事件形态演变的内在动力,外部因素状态随时间变化呈3类波动形式,活动因素状态的扰动响应变化规律受外部因素临界状态、极限斜率等特殊阈值的限制。通过控制活动环境系统外部因素的状态维持在阈值范围内来实现调控目的,可避免外部扰动对活动环境系统安全产生影响。

关键词：活动环境系统外部扰动扰动响应机制安全调控安全结构理论

基于分层控制的网络化机器人系统跟踪问题研究

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基于分层控制的网络化机器人系统跟踪问题研究

作者：王梅雪湖北师范大学

学位级别：硕士

近年来,网络化机器人系统获得广泛的关注与研究,此系统可以执行多种任务,其具体性质取决于系统的目标和应用领域。机器人的主要任务通常包括感知环境、处理信息、作出决策,并与其他机器人交互以实现共同的目标。本文的研究对象为网络化... 详细信息

近年来,网络化机器人系统获得广泛的关注与研究,此系统可以执行多种任务,其具体性质取决于系统的目标和应用领域。机器人的主要任务通常包括感知环境、处理信息、作出决策,并与其他机器人交互以实现共同的目标。本文的研究对象为网络化机器人系统,分别考虑干扰与模型不确定性的影响、完成不同任务和高收敛率等实际需求,对此系统跟踪控制问题展开深入分析。主要研究包括:针对一类受扰动的网络化机器人系统,实现其编队跟踪控制。在非零输入领导者的情况下,利用基于预设时间理论的滑模控制方法设计预设时间分层控制算法。基于预设时间分布式估计器和滑模控制器使得系统内所有机器人能够在设定的时间内完成编队跟踪的目标。针对多个受扰动的机器人系统,提出了局部预设时间扰动估计器来估计在有界扰动条件下的预设时间内的任意扰动。然后设计分布式预设时间观测者来观察领导者的位置和速度,在设计两种观测器和扰动估计器的基础上,设计了一种新的预设时间自适应滑模控制器,从而在模型不确定下完成双边编队跟踪。针对控制中网络化机器人系统收敛时间的实际需求,借助预设时间理论与矩阵不等式相关知识,提出预设时间分层控制算法,在有扰动和模型不确定性下解决预设时间多目标跟踪问题,取得了系统达到分布式预设时间多目标跟踪时满足的条件。结果显示,根据所提出的算法,在预设时间内各个机器人能完成多目标跟踪控制,其中系统的收敛时间可以预先给定。

关键词：网络化机器人系统跟踪控制模型不确定性外部扰动分层控制方法

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一类非线性系统的鲁棒镇定问题研究

一类非线性系统的鲁棒镇定问题研究

作者：孙可然齐鲁工业大学

学位级别：硕士

现实生活中存在非线性现象,非线性系统是描述非线性现象的重要系统.关于非线性系统的研究为我们解释实际中的自然现象和设计复杂的系统提供了一种更直观的工具,目前在物理、化学、生物、经济等领域非线性系统的控制都有着广泛的应用.由... 详细信息

现实生活中存在非线性现象,非线性系统是描述非线性现象的重要系统.关于非线性系统的研究为我们解释实际中的自然现象和设计复杂的系统提供了一种更直观的工具,目前在物理、化学、生物、经济等领域非线性系统的控制都有着广泛的应用.由于非线性系统在输入输出之间的状态变量存在非线性关系,难以通过线性方法来描述和预测,这使得系统具备更加复杂的动力学行为,关于非线性系统控制器的设计也变得愈加困难,这也是一个重要的研究课题.在实际中,非线性系统往往受到环境变化、外部扰动以及内部参数变化的影响,因此,对于含有外部扰动以及不确定性的非线性系统而言,实现鲁棒镇定具有非常重要的理论意义以及现实意义.鲁棒镇定可以使得非线性系统在面对各种不确定性以及外部扰动仍能保持良好的稳定性能.镇定问题是控制问题中的一个最基本的问题.事实上,两个系统的同步与反同步同时存在问题研究的也是该系统的差与和系统的镇定问题,两个系统的部分反同步研究的也是部分主从系统之间的和系统的镇定问题.本文主要对非线性系统的镇定问题、同步与反同步同时存在问题、部分反同步问题应用基于扰动估计的控制方法进行了研究,主要工作如下:(1)、对于不同类型的外部扰动,譬如:常数类型、三角函数类型、多项式函数类型的扰动,包含了有界类型以及无界类型的扰动,分别设计了能渐近跟踪外部扰动的滤波器,尤其是针对无界扰动滤波器的设计这解决了控制领域的一个难题,这是本文的原创工作之一.(2)、针对含有外部扰动以及不确定性的非线性系统,研究了此课题的镇定问题,并分以下四步.首先针对标称的非线性系统,采用线性反馈方法或者动态增益方法进行镇定控制器的设计;然后针对未知参数的不确定性,采用自适应控制方法设计了参数更新率,消除其对系统的影响,并采用了李雅普诺夫方法验证了控制器设计的合理性,这也是本文的一个原创之处;再根据针对不同类型的滤波器进行了扰动观测器的设计,从而可以将外部扰动的影响消去;最后综合上述三步设计的控制器,实现了带有模型不确定性以及外部扰动的非线性系统的鲁棒镇定,并通过数值仿真的例子可验证所得结果的有效性和准确性.(3)、针对含有外部扰动的非线性系统的同步与反同步同时存在的问题,研究工作主要分为以下三步进行.首先给出了非线性系统同步与反同步同时存在的条件;然后对于标称的和与误差系统进行镇定控制器的设计,并针对不同类型的扰动给出了扰动观测器的设计;最后综合以上两部分控制器的设计即实现了和与误差系统的鲁棒镇定问题,并通过数值仿真的实例验证了所得结果的有效性.(4)、针对含有外部扰动影响的复变量非线性系统的部分反同步问题.此问题的研究主要分为以下三步.首先给出了复变量非线性系统转化到实系统的方法;然后进行控制器的设计,先是针对未含扰动的和系统进行镇定控制器的设计,再结合滤波器进行扰动观测控制器的设计;最后结合上述两步设计的控制器实现了部分和系统的鲁棒镇定问题,并采用数值仿真的例子验证了所得理论结果的有效性.

关键词：非线性系统鲁棒镇定扰动估计法不确定性外部扰动同步与反同步同时存在部分反同步

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外部扰动促进气体水合物生成方法的研究进展

能源化工 2023年第4期44卷 8-15页

作者：姚国宝李占东范瑞彬李吉东北石油大学海洋油气工程学院黑龙江大庆163318

从气体水合物的形成条件和生成机制出发,阐述了外部扰动(温度、压力、机械等)在其生成过程中的影响,并分析了各自的优缺点。分析结果表明,温度、压力扰动在一定程度上能明显缩短诱导时间,但其促进机理还在摸索阶段;传统的机械扰动技术... 详细信息

从气体水合物的形成条件和生成机制出发,阐述了外部扰动(温度、压力、机械等)在其生成过程中的影响,并分析了各自的优缺点。分析结果表明,温度、压力扰动在一定程度上能明显缩短诱导时间,但其促进机理还在摸索阶段;传统的机械扰动技术较成熟但大多存在结构和能耗问题;新型外场强化能够明显加快晶核形成。为进一步寻找更佳水合物生成促进方法提供了依据。

关键词：气体水合物形成条件生成机制外部扰动

外部扰动对TiO2-MDEA纳米流体吸收CO2影响的研究

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动力工程学报 2021年第2期41卷 160-166页

作者：杨柳孔成栋张忠孝刘健上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

采用"两步法"制备分散性良好的TiO2-MDEA纳米流体作为吸收剂,在鼓泡实验装置上进行CO2吸收实验。研究了纳米颗粒质量分数和粒径对纳米流体强化CO2吸收的影响,以及气体体积流量、电磁搅拌和超声振动3种外部扰动方式对强化效果的影响。结... 详细信息

采用"两步法"制备分散性良好的TiO2-MDEA纳米流体作为吸收剂,在鼓泡实验装置上进行CO2吸收实验。研究了纳米颗粒质量分数和粒径对纳米流体强化CO2吸收的影响,以及气体体积流量、电磁搅拌和超声振动3种外部扰动方式对强化效果的影响。结果表明:纳米流体主要通过阻止气泡聚并、增大有效反应面积来强化CO2吸收,并且强化效果与纳米颗粒质量分数和粒径相关,最佳强化值可达81.7%;增大气体体积流量会减弱纳米流体的强化效果,电磁搅拌在颗粒质量分数为0.08%左右时起促进作用,施加超声振动会显著抑制纳米流体的强化作用。

关键词：纳米流体 CO2化学吸收外部扰动阻止气泡聚并机理有效反应面积

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离散时间多智能体系统鲁棒包含控制

桂林航天工业学院学报 2024年第1期29卷 102-107页

作者：危纳斯王涵宇刘琛吕勇湖南工业大学理学院湖南株洲412007 中原工学院彼得堡航空学院河南郑州450007

主要研究具有外部干扰的离散时间多智能体系统的鲁棒包含控制.构建离散时间干扰观测器,提出基于输出反馈的包含控制协议;通过求解离散时间的代数黎卡提(Riccati)方程,得到包含控制增益;之后再运用Lyapunov稳定性理论,给出收敛分析,并得... 详细信息

主要研究具有外部干扰的离散时间多智能体系统的鲁棒包含控制.构建离散时间干扰观测器,提出基于输出反馈的包含控制协议;通过求解离散时间的代数黎卡提(Riccati)方程,得到包含控制增益;之后再运用Lyapunov稳定性理论,给出收敛分析,并得到相应的包含条件;最后,利用数值模拟来验证所得到的理论结果.

关键词：离散时间多智能体系统包含控制外部扰动干扰观测器

具有外部扰动及不确定载荷参数双臂空间机器人的拟增广鲁棒与自适应混合控制

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工程力学 2010年第12期27卷 27-33页

作者：陈志勇陈力福州大学机械工程及自动化学院福州350002

研究载体位置与姿态均不受控制的漂浮基双臂空间机器人系统的控制问题。为了保持系统控制方程关于惯性参数的线性性质,漂浮基双臂空间机器人系统的动力学方程被描述为欠驱动形式。对系统的动力学分析表明,基于增广变量法所得到的系统增... 详细信息

研究载体位置与姿态均不受控制的漂浮基双臂空间机器人系统的控制问题。为了保持系统控制方程关于惯性参数的线性性质,漂浮基双臂空间机器人系统的动力学方程被描述为欠驱动形式。对系统的动力学分析表明,基于增广变量法所得到的系统增广广义Jacobi矩阵亦可以表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数。在此基础上,针对系统既存在有外部扰动且两机械臂末端爪手所持载荷参数又具有不确定性的复杂情况,设计了漂浮基双臂空间机器人惯性空间轨迹跟踪的拟增广鲁棒与自适应混合控制方案。与自适应控制方法相比,所提控制方案化大量积分运算为简单的加减乘除四则运算,因此大大减少了计算量,非常适用于机载计算机运算能力有限的空间机器人控制系统的实时、在线应用。仿真运算证实了方法的有效性。

关键词：双臂空间机器人外部扰动增广变量法惯性空间鲁棒与自适应混合控制

具有量化输入机械臂系统的预设性能自适应神经网络控制

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电子科技 2024年

作者：楚东港刘烨上海工程技术大学电子电气工程学院

针对具有量化输入的单连杆机械臂系统，文中提出了基于Funnel控制的预设性能自适应神经网络控制方法。不同于传统Funnel控制方案，该方法通过构建新型性能函数可保证系统在预定时间达到预设的性能指标，并且使用径向基神经网络和动态面... 详细信息

针对具有量化输入的单连杆机械臂系统，文中提出了基于Funnel控制的预设性能自适应神经网络控制方法。不同于传统Funnel控制方案，该方法通过构建新型性能函数可保证系统在预定时间达到预设的性能指标，并且使用径向基神经网络和动态面控制技术解决了系统中的未知非线性项与传统反步控制方法中的微分爆炸问题。理论分析证明，所提控制方案不仅消除了量化输入引起的负面影响，而且保证了系统的稳定性。通过调节MTLAB仿真实验中的设计参数，实现了跟踪误差的预定时间收敛，验证了所提控制方法的有效性。

关键词：自适应控制动态面控制 Funnel控制径向基神经网络预设性能输入量化机械臂系统外部扰动

具有外部扰动的参数未知漂浮基柔性空间机械臂的对角递归神经网络控制

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机械工程学报 2012年第1期48卷 91-97页

作者：黄登峰陈力福州大学机械工程及自动化学院福州350108

讨论载体位置和姿态均不受控情况下,存在外部扰动的参数未知漂浮基柔性空间机械臂系统关节运动的动力学控制问题。由假设模态法,利用拉格朗日方法建立漂浮基柔性空间机械臂的系统动力学方程。以此为基础,针对存在外部扰动和系统参数未... 详细信息

讨论载体位置和姿态均不受控情况下,存在外部扰动的参数未知漂浮基柔性空间机械臂系统关节运动的动力学控制问题。由假设模态法,利用拉格朗日方法建立漂浮基柔性空间机械臂的系统动力学方程。以此为基础,针对存在外部扰动和系统参数未知的情况,利用对角递归神经网络逼近柔性空间机械臂系统的逆动力学模型,设计基于对角递归神经网络的控制方案,以控制柔性空间机械臂的关节铰跟踪在关节空间的期望运动轨迹,同时能抑制柔性杆的振动。该方案由于没有专门设计主动控制器抑制柔性振动,因此不需要测量、反馈柔性振动模态,大大简化控制器的结构;无需预知控制对象的精确模型和系统参数,且能克服外部扰动的影响。计算机数值仿真证实所提方案的有效性和可行性。

关键词：漂浮基柔性空间机械臂对角递归神经网络未知参数外部扰动关节空间