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一类网络诱导的凸多面体不确定性和多测量信息丢失的离散系统的鲁棒控制

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东华大学学报（自然科学版） 2018年第2期44卷 324-333页

作者：车艳舒慧生阚秀莆田学院信息工程学院福建莆田351100 东华大学信息科学与技术学院上海201620 上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620

研究了一类具有凸多面体不确定参数和多测量丢失的时滞离散随机系统的鲁棒控制问题。采用Lyapunov稳定性理论和矩阵技术,设计了无记忆动态输出反馈控制律,取得了闭环系统在多测量信息丢失与凸多面体不确定性情况下的鲁棒均方指数稳定。... 详细信息

研究了一类具有凸多面体不确定参数和多测量丢失的时滞离散随机系统的鲁棒控制问题。采用Lyapunov稳定性理论和矩阵技术,设计了无记忆动态输出反馈控制律,取得了闭环系统在多测量信息丢失与凸多面体不确定性情况下的鲁棒均方指数稳定。通过数值仿真验证了所研究控制算法的有效性和可靠性。

关键词：随机非线性系统鲁棒控制网络诱导复杂性多测量信息丢失凸多面体不确定性

带有时变时滞和未知死区的纯反馈系统的自适应跟踪控制

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山东科技大学学报（自然科学版） 2018年第6期37卷 74-83页

作者：李雷雷刘西奎山东科技大学数学与系统科学学院山东青岛266590

针对一类带有时变时滞和未知死区的纯反馈非线性系统,提出一种新的自适应模糊跟踪控制方案。采用自适应反步法设计了一个虚拟控制输入信号;利用模糊逻辑近似解决了系统中的未知函数所带来的困扰;为了处理未知死区干扰,设计了一个自适应... 详细信息

针对一类带有时变时滞和未知死区的纯反馈非线性系统,提出一种新的自适应模糊跟踪控制方案。采用自适应反步法设计了一个虚拟控制输入信号;利用模糊逻辑近似解决了系统中的未知函数所带来的困扰;为了处理未知死区干扰,设计了一个自适应模糊控制器,使用中值定理解决纯反馈结构中设计控制器的复杂问题。该控制方案保证闭环系统所有信号半全局一致有界,与此同时,系统的跟踪误差收敛到原点的一个小邻域内。最后,仿真例子证明了方案的有效性。

关键词：自适应跟踪控制时变未知死区随机非线性系统模糊控制

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考虑铁损的永磁同步电机随机命令滤波控制

微电机 2019年第7期52卷 61-66页

作者：程帅于金鹏于海生付程青岛大学自动化学院

针对永磁同步电机在运行中产生的随机扰动问题,提出了一种考虑铁损的永磁同步电机随机命令滤波控制方法。运用命令滤波技术解决了在电机反步控制中出现的“计算爆炸”问题,引入补偿信号消除滤波误差,采用神经网络技术近似系统中未知的... 详细信息

针对永磁同步电机在运行中产生的随机扰动问题,提出了一种考虑铁损的永磁同步电机随机命令滤波控制方法。运用命令滤波技术解决了在电机反步控制中出现的“计算爆炸”问题,引入补偿信号消除滤波误差,采用神经网络技术近似系统中未知的随机非线性函数,选择随机Lyapunov函数并分析系统的稳定性。仿真结果表明,该控制方法能够实现对预期设计的信号的快速跟踪,有效地解决了系统的随机扰动问题,保证了系统的稳定性。

关键词：铁损随机非线性系统命令滤波神经网络永磁同步电机

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一类异构多智能体系统的一致性控制研究

一类异构多智能体系统的一致性控制研究

作者：胡智慧南京理工大学

学位级别：硕士

本论文研究了异构非线性多智能体系统的一致性控制问题。在实际应用中,多智能体系统的异构特性可以更大地发挥系统的优势,更好地完成复杂环境下的庞大任务。一致性问题是多智能体协同控制的基本问题,而到达一致性的时间是衡量一致性算... 详细信息

本论文研究了异构非线性多智能体系统的一致性控制问题。在实际应用中,多智能体系统的异构特性可以更大地发挥系统的优势,更好地完成复杂环境下的庞大任务。一致性问题是多智能体协同控制的基本问题,而到达一致性的时间是衡量一致性算法好坏的重要性能指标。本论文从收敛速度的角度,分别对确定性异构非线性多智能体系统固定时间一致性控制问题,异构随机非线性多智能体系统的依概率有限时间一致性控制问题、依概率固定时间一致性控制问题进行了深入研究,综合利用加幂积分技术、图论和李雅普诺夫理论,给出了有效的一致性控制算法。具体的,本论文的研究内容包括以下几个方面:首先,介绍了本论文的研究背景与意义,结合研究内容综述了异构多智能体系统、非线性多智能体系统、高阶多智能体系统的研究现状,并介绍了多智能体系统有限时间一致性研究现状和固定时间一致性研究现状。同时,给出了本论文的结构安排。其次,针对一类混合阶随机非线性多智能体系统,提出了混合阶随机多智能体系统依概率有限时间一致性定义。利用加幂积分技术,设计了一种新的一致性控制协议,使多智能体系统的各阶状态在有限时间内以概率1分别达成一致性,并且给出了到达一致性时间预估值的表达式,同时根据依概率有限时间稳定理论对主要结果进行了严格证明。进一步,通过数值仿真算例说明了所提一致性算法的有效性。然后,针对由不同阶次的非线性智能体组成的多智能体系统,研究了其在无向连通通信拓扑结构下固定时间一致性控制问题。结合加幂积分技术,构造合适的函数和虚拟控制律,设计控制协议使智能体间的同阶状态在有限的时间内达成一致,并且给出状态达成一致时间预估值的表达式。仿真算例说明了所提算法的有效性。接着,考虑到多智能体系统在随机扰动下,很难获取精确的系统初值信息,而依概率有限时间一致性协议估算的到达一致性时间的表达式与系统初值有关。为了消除估计值对系统初值的依赖,针对混合阶随机非线性多智能体系统,进一步研究了其依概率固定时间一致性控制问题。仿真结果说明了所提算法的正确性。最后,总结了全文的工作内容,并展望了未来的研究方向。

关键词：多智能体系统有限时间一致性固定时间一致性随机非线性系统加幂积分技术

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噪声对微分系统影响的分析与研究

噪声对微分系统影响的分析与研究

作者：宋诗韵南京师范大学

学位级别：硕士

众所周知,噪声对于确定性的动力系统具有极大的影响,它不仅可以抑制一个不稳定系统的波动,还可以保持一个稳定系统的稳定性.本文提出了一类新的多项式增长条件,在此条件和局部Lipschitz条件下,研究了噪声抑制随机微分系统波动和噪声促... 详细信息

众所周知,噪声对于确定性的动力系统具有极大的影响,它不仅可以抑制一个不稳定系统的波动,还可以保持一个稳定系统的稳定性.本文提出了一类新的多项式增长条件,在此条件和局部Lipschitz条件下,研究了噪声抑制随机微分系统波动和噪声促进随机微分时滞系统全局均方指数稳定两个问题.具体内容如下：一、噪声抑制随机微分系统的波动本部分首先提出了一类新的多项式增长条件,它不仅极大地放宽了对漂移项的限制,还使得扩散项突破传统二次多项式的固定形式,克服了一般增长条件使用范围的局限性.在此条件和局部Lipschitz条件下,从三个方面证明了当确定性微分系统的状态未知时,噪声可以抑制相应的随机微分系统的波动：(1)随机微分系统解的存在唯一性,也就是说,即使确定性微分系统的解在有限时间内爆炸,通过构造合适的随机反馈项,我们也可以使相应的随机微分系统存在唯一的全局解;(2)这个全局解是θ阶矩有界的;(3)这个全局解至多多项式增长.不仅如此,通过对新的多项式增长条件增添时滞项,可使上述结论对随机微分时滞系统依然成立.二、噪声促进随机微分时滞系统的全局均方指数稳定本部分讨论了当确定性微分时滞系统是全局指数稳定时,噪声可以促进相应的随机微分时滞系统是全局均方指数稳定.特别的,我们移除了传统的线性增长条件的限制,在新的多项式增长条件的基础上,提出了适用于带有时滞扩散项的多项式增长条件,此条件突破了扩散项形式的局限性,使其适用范围更加宽广文章的最后,我们给出了一些可以进一步探讨的问题.

关键词：随机非线性系统多项式增长条件局部Lipschitz条件随机反馈全局均方指数稳定时滞

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严格反馈时滞系统的控制问题研究

严格反馈时滞系统的控制问题研究

作者：孔梦茹曲阜师范大学

学位级别：硕士

随机干扰和时滞现象广泛存在于实际系统中,并且两者的存在往往是导致系统性能恶化和不稳定的一个重要因素.因此,关于随机、时滞非线性系统的研究受到了广泛的关注且取得了丰富的理论成果.本文针对两类严格反馈时滞系统研究了其控制器设... 详细信息

随机干扰和时滞现象广泛存在于实际系统中,并且两者的存在往往是导致系统性能恶化和不稳定的一个重要因素.因此,关于随机、时滞非线性系统的研究受到了广泛的关注且取得了丰富的理论成果.本文针对两类严格反馈时滞系统研究了其控制器设计和稳定性分析问题,主要内容包括:1.针对一类具有不同时变时滞的严格反馈非线性系统,本章分别给出了状态反馈控制和输出反馈控制两种设计方案.首先,在非线性项满足线性增长的假设条件下,通过构造参数依赖的状态反馈控制器和引入合适的坐标变换,得到了等价的闭环系统.然后,通过选取带有指数项的Lyapunov-Krasovskii泛函,选择合适的设计参数,证明了闭环系统是指数稳定的.最后,将所提出的状态反馈控制方法应用于两级化学反应器系统控制,验证了该控制方法的有效性.在此基础上,通过构造可实现的观测器,进一步解决了输出反馈控制问题.2.针对一类具有不同时滞状态的随机严格反馈非线性系统,研究了系统的全局渐近镇定问题.本章提出了两种新的控制方法,即参数依赖的状态反馈控制和参数依赖的输出反馈控制.通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,选取合适的设计参数,并且利用随机非线性时滞系统稳定性理论,可以实现随机闭环系统的全局渐近稳定性.最后,将所提出的输出反馈控制方案应用于单连杆机械臂系统的控制设计中,验证了该方法的有效性.

关键词：随机非线性系统严格反馈系统时变时滞状态反馈输出反馈指数镇定依概率全局渐近稳定

Neural Network-based Adaptive State-feedback Control for High-order Stochastic Nonlinear Systems

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自动化学报 2014年第12期40卷 2968-2972页

作者： MIN Hui-Fang DUAN Na School of Electrical Engineering & Automation Jiangsu Normal University

This paper focuses on investigating the issue of adaptive state-feedback control based on neural networks(NNs)for a class of high-order stochastic uncertain systems with unknown nonlinearities. By introducing the radial basis function neural network(RBFNN) approximation method, utilizing the backstepping method and choosing an approximate Lyapunov function, we construct an adaptive state-feedback controller which assures the closed-loop system to be mean square semi-global-uniformly ultimately bounded(M-SGUUB). A simulation example is shown to illustrate the effectiveness of the design scheme.

关键词：径向基函数神经网络状态反馈控制器随机非线性系统自适应高阶 Lyapunov函数非线性问题不确定系统

基于Backstepping技术的水下机器人控制策略研究及应用

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基于Backstepping技术的水下机器人控制策略研究及应用

作者：彭玉东杭州电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,水下机器人控制系统成为研究热点。水下机器人状态保持作为控制系统研究的核心,对它的研究可以提高水下机器人状态保持稳定性。然而,传统的状态保持技术虽然可以解决水下机器人悬停不稳定问题,但是存在响应时间长和抗干扰能力差... 详细信息

近年来,水下机器人控制系统成为研究热点。水下机器人状态保持作为控制系统研究的核心,对它的研究可以提高水下机器人状态保持稳定性。然而,传统的状态保持技术虽然可以解决水下机器人悬停不稳定问题,但是存在响应时间长和抗干扰能力差等问题。水下机器人在进行定位时受到水下阻力、湍流和驱动力的影响容易发生波动;此外系统的状态具有耦合、非线性和不可测量特点,大大影响水下机器人的状态保持。本文在前人研究的基础上,针对水下机器人系统受到外界干扰和非线性特性导致状态保持控制差等问题,提出一种基于Backstepping技术的水下机器人系统控制策略,主要研究内容如下:(1)水下机器人具备六自由度的耦合随机非线性特性,使水下机器人的控制研究变的异常复杂。本文提出一种质心模型方法把六自由度的系统转化为三自由度的质心系统,并在文中搭建三自由度的动力学系统模型,该方法大大简化了水下机器人的控制器设计和控制计算难度。(2)针对水下机器人系统随机非线性特性具有状态保持控制问题,本文去掉原来苛刻的函数增长条件,引入宽松的增长条件,使控制方法符合一般的工况。针对系统的状态不可测问题设计一种高增益观测器,在引入系统的误差动态方程之后,引入坐标变换思路,将系统的控制器设计问题转化为参数计算问题。在稳定性分析中利用伊藤微分公式结合Backstepping控制方法构造一组Lyapunove函数和虚拟控制器确保系统在全局范围内依概率渐进稳定。(3)针对随机干扰和控制器连续工作对水下机器人的控制和续航里程产生影响等问题。本文引用伯努利概率分布原理,结合Backstepping控制策略,设计Backstepping概率增益控制器,达到良好的控制效果,延长水下机器人的续航里程,机器人的执行器从连续工作变成间歇工作,并且控制效果没有减弱。(4)应用Backstepping技术得到水下机器人系统的控制器之后,分别将输出反馈控制器和概率增益控制器应用到相同状态下的随机非线性系统Simulink模型上进行验证,最后的仿真及实验结果证实了控制器的有效性和鲁棒性。

关键词： Backstepping技术水下机器人系统随机非线性系统状态保持概率增益

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冲击波作用下土中浅埋结构随机振动分析

同济大学学报 1986年第3期 28-33页

作者：吴宏雄同济大学结构理论研究所

本文假设爆炸冲击波为一种非平稳随机过程,但通过数学上的处理,在去掉趋势项以后,可以认为是平稳Gauss过程.本文先对爆炸波进行频谱分析,然后考虑单自由度理想弹塑性结构的随机响应及浅埋土中结构在随机冲击波作用下的安全概率.根据本... 详细信息

本文假设爆炸冲击波为一种非平稳随机过程,但通过数学上的处理,在去掉趋势项以后,可以认为是平稳Gauss过程.本文先对爆炸波进行频谱分析,然后考虑单自由度理想弹塑性结构的随机响应及浅埋土中结构在随机冲击波作用下的安全概率.根据本文所提出的方法计算可以得出工事在未来的核战争中受核爆炸冲击波作用时处于弹性状态、塑性状态或是破坏状态的概率,用来预测工事的安全性。

关键词：随机非线性系统浅埋土中结构频谱分析