混杂动态系统理论及其在电力系统中的应用

混杂系统是计算机技术和控制理论相结合的产物，是近年来新兴的领域．介绍了混杂动态系统的建模、分析与综合以及仿真及其在电力系统中的应用，并分析了这些应用中一些技术和理论上的难点和研究方向，探讨了混杂系统在电力系统中的应用前景．     

混杂动态系统的建模与控制

混杂动态系统是由连续变量动态系统与离散事件动态系统相互作用组成．本文提出用ＳＩＧＮＡＬ语言对松耦合ＨＤＳ进行建模和分析的方法，并对这类系统的控制问题进行讨论．     

空中加油受油机自主会合对接控制器设计

为了实现受油机与加油机自主会合对接,提高在会合对接过程中的航迹跟踪性能,设计了一种满足位置跟踪与速度跟踪的制导律,推导了相应的飞控指令。在飞控系统设计上,按六自由度受油机动力学模型,采用时标分离将受油机角运动系统分为快慢回路,采用动态逆分别进行了设计。同样,采用动态逆的方法设计了满足会合对接的速度控制律。最后以无人机自主跟踪加油机实现会合对接为例进行了仿真,结果表明该系统能够引导受油机实现与加油机的会合对接,并具有良好的动态性能。     

一类混杂系统的优化控制

采用基于混合逻辑动态的建模方法,将系统的连续动态过程、逻辑部分和操作约束表示为带有混合整数不等式约束的线性状态方程的形式.在混合逻辑动态建模原理基础上,采用二次型的性能指标,将混杂系统的优化控制问题归结为求解一个混合整数二次规划(mixed integer quadratic pro-gramming,MIQP)问题.最后,针对混杂系统的优化控制问题,作了数值仿真计算.研究结果表明:基于混合逻辑动态模型的优化控制能够满足控制要求,并且进一步说明MIQP方法是解决一类混杂系统优化控制问题有效的且具有发展前景的方法.     

动态设定型板形板厚自动控制系统

文章介绍了应用解析板形方程推出板形最佳轧制规程和板形板厚协调控制新方法。该方法的主要特点：系统中采用了静、动态负荷分配，动态设定厚度自动控制系统（DAGC）完成了板形板厚的闭环控制，在算法中采用了贝尔曼动态规划。新方法将会改变目前轧机设计和控制思想：设计合理刚度，强调调度计划、配置轧辊凸度和优化轧制规程等方面的作用，实现信息控制。     

混杂系统方法及其在过程控制中的应用

借鉴混杂系统思想，提出一种方法用以设计含离散性质的过程控制系统。在总结混杂系统概念及其应用背景的基础上，分别利用自动机和Ｐｅｔｒｉ网两类工具建立常用的混杂系统框架结构，讨论了控制算法；为应用该方法解决这类过程控制系统的设计问题，总结了混杂系统方法原理，并结合两个实例给出应用说明。应用设计表明，该方法与常规控制相比，有机地集成了离散事件控制，丰富了过程控制策略。     

一类不确定混杂动态系统的保性能控制及其应用

考虑在汽车自动变速巡航控制中遇到的、包含状态跳变的参数不确定混杂系统保性能控制问题，提出了混杂状态反馈保性能控制律的设计方法，该控制律在使不确定混杂系统闭环鲁棒稳定的同时，也使其性能满足一定要求。最后用实例验证了设计方法的可行性和有效性。     

一类开关混杂系统的优化控制设计

将混杂系统的逻辑部分表述为一类｛0，1｝系数的形式，并给出了类能量函数的概念，使用类能量函数的方法给出了一个混杂系统稳定的充要条件，在此基础上将子系统的连续控制和逻辑部分结合起来对系统进行性能优化设计，并保证设计结果的稳定性，仿真结果表明由于本文给出的方法可以在有限的时间段上利用不可镇定的子系统来改善系统的性能，从而取得了更好的控制效果。     

梅钢冷连轧机动态变规格系统组成与控制原理

动态变规格是实现酸轧机组全连续轧制的关键技术，本文主要介绍了梅钢冷轧动态变规格的系统组成，分析了过程计算机动态变规格参数的基本设定和动态设定，在此基础上详细描述了基础自动化动态变规格启动时间的计算，动态变规格过程中相应辊缝和辊速的计算与控制。     

基于混杂动态系统的机器人网络遥操作控制

机器人网络遥操作中的信息传递具有不确定时延特性，使得操作者无法及时、准确地了解现场信息，从而无法就机器人当时所处状态给予有效的控制．针对这种情况，文中从混杂动态系统的角度出发，采用监督控制方法对整个机器人网络遥操作系统进行建模和控制．通过在远端（机器人端）建立监控器来解决不确定时延所造成的问题，实验结果证明了该方法的有效性．     

关于一类神经元系统的动力学分析

旨在对Caianiello型离散神经元模型进行分析，由于这种模型具有动态阈值，它能够更加贴切地模拟生物神经元。这种神经元模型恰为延迟动力系统。我们所采用的方法是李雅普诺夫直接方法。文中对各种不同情况得到了神经元系统平衡点的数量、位置的结果。对每一种情况，我们还分析了这些平衡点的动态性质，理论分析和计算机仿真表明该神经元可以具有各种不同的特性，如全局吸引性、局部吸引性、不稳定性或振荡。     

基于动态神经网络解耦线性化的内模控制

采用动态神经网络对一类多变量仿射非线性系统进行建模，利用解析求得的模型动态逆，将非线性对象近似输入输出解耦线性化。针对复合后的伪线性系统采用内模控制，分析了存在建模误差的情况下闭环系统的鲁棒稳定性。仿真表明了所提方法的有效性。     

基于偏差向量的机器人装配系统误差分析

机器人装配系统中，装配误差是影响装配质量的重要因素。在分析了机器人装配过程各种误差的基础上，用偏差向量建立了装配误差的模型。基于刚体运动学原理，研究了装配工夹具的姿态偏差对零件配合面位置偏差的影响，推导了配合件和基础件相应配合面的位置和姿态偏差的计算公式,建立了机器人装配系统零件配合过程的误差分析模型。实例计算表明，该模型物理意义明确，通用性强，是系统评价机器人装配系统装配质量的基础。     

An approach to improving the dynamical extended—range（monthly） prediction

Focusing on common and significant forecast errors-the zonal mean errors in the numerical prediction model,this report proposes an approach to improving the dynamical extended-range(monthly) prediction.Firstly,the monthly pentad-mean nonlinear dynamical regional predic-tion model of the zonal-mean haight based on a large number of historical data is constituted by employing the reconstruc-tion phase space theory and the spatio-temporal series pre-dictive method.The zonal height thus produced is trans-formed to its counterpart in the numerical model and fur-ther used to revise the numerical model prediction during the integration process.In this way,the two different kinds of prediction are combined.The forecasting experimenal results show that the above hybrid approach not only re-duces the systematical reeor of the numerical model,but also improves the forecast of the non-axisymmetric components due to the wave-flow interaction.     

一类混合动态系统的建模

在目前建模方法的基础上，给出了一种比较完善的混合动态系统的模型描述，此模型可以简单的对现有的混合动态系统的例子进行建模．在此模型下给出了混合动态系统稳定性的定义，为研究其稳定性提供了一种新的方法．     

基于连续混沌系统多轨道混合的图像加密算法

论文提出一种基于连续混沌系统的多轨道混合的图像加密算法,其中使用的连续混沌系统是一个四维常微分方程组.利用该四维常微分方程组系统的混沌特性,给定两个初始状态值,用四阶龙格库塔方法数值求解生成两条轨道,借助一个离散混沌动力系统帐篷映射生成随机序列来选择轨道点,生成一个混合轨道,并对轨道进行预处理,生成具有更好随机性的整数序列,用于灰度图像的置乱和扩散加密.论文对加密算法的安全性和各种性能进行了实验模拟和分析,包括了直方图、相关系数、信息熵、密钥敏感分析、密钥空间分析和差分分析等.实验结果证明算法是安全有效的,各种性能指标均很好,达到理想的结果.     

欠驱动船路径跟踪的反演自适应动态滑模控制方法

针对欠驱动水面船的路径跟踪控制系统,提出一种反演自适应动态滑模控制方法。该系统由船舶艏摇非线性响应模型和Serret-Frenet误差动力学方程组成,并考虑建模误差和外界干扰力等不确定性。经过简化处理,将原欠驱动系统的控制问题转化为非线性系统的镇定问题。同时,基于反步方法和动态滑模控制理论,设计自适应动态滑模控制器。通过理论分析,证明在该控制器作用下,路径跟踪控制系统是全局渐近稳定的。仿真试验表明:该控制器对系统参数摄动和外界干扰不敏感,具有强鲁棒性和自适应性。     

线性不确定系统的稳定鲁棒动态补偿器

利用动态补偿器理论及李雅普诺夫稳定性理论研究了线性不确定系统的鲁棒控制问题,得到结论理想系统的任何一个稳定动态补偿器控制都是不确定系统的具有一定稳定鲁棒界的稳定鲁棒动态补偿器.     

基于串级PID的机器鱼位姿控制算法

针对三关节仿生机器鱼的位姿控制问题, 首先, 介绍三关节仿生机器鱼的硬件结构及其运动控制系统; 其次, 基于期望位姿建立坐标系, 构建机器鱼的位姿误差模型； 再次, 在串级比例-积分-微分(PID)控制系统的基础上, 提出基于串级PID的仿生机器鱼位姿控制算法; 最后, 在URWPGSim2D仿真平台和多水下机器人协作控制系统平台下分别进行算法仿真实验和实体实验. 实验结果表明: 与时变反馈控制算法相比, 基于串级PID算法的仿真机器鱼到达目标位姿所用时间增加, 但位置误差和方向角误差减小, 位姿控制的精度提高; 仿生机器鱼到达期望位姿所用时间为14.4 s, 位姿误差为(-3像素,-4像素,0.062 rad), 基本满足循迹和搬运等应用要求, 验证了算法的有效性.     

基于MLD模型GTAW焊接熔透控制方法仿真研究

针对GTAW非线性焊接过程的混杂特性,给出混杂系统的建模方法,描述成混合逻辑动态(MLD)模型,并研究其GTAW焊接熔透控制策略.仿真的结果表明,该算法有效,能使系统输出稳定在设定点.为研究MLD建模在焊接过程控制中的实际应用起步研究奠定了基础.