简单巨系统的演化理论——非平衡系统中的自组织

对于包含少数子系统、相互作用简单的系统,人们有较精确的方法研究它的运动规律。例如质点运动用牛顿第二定律分析;线性控制系统采用控制论方程,其中(?)是描写系统的状态矢量,(?)是控制矢量,A、B分别为系数矩阵和控制矩阵。如果系统内子系统数目非常多,如热力学系统包含10~(23)个分(子系统),子系统之间相互联系纵然简单,也难按传统方法来分析整个系统的运动规律。这类系统在系统学中称为简单巨系统。“巨     

柔性空间机械臂的模糊控制及抑振最优控制

讨论了载体位置不受控、姿态受控的情况下,漂浮基柔性空间机械臂系统的轨迹跟踪和振动抑制问题。对系统进行输入输出反馈线性化,并采用奇异摄动理论,得到了慢变子系统和快变子系统。然后,设计了两种时间尺度的模糊逻辑控制器,以控制柔性空间机械臂的载体姿态和机械臂关节铰协调地来完成各自在关节空间的期望运动。慢变子系统用模糊控制来进行轨迹跟踪,而快变子系统用最优线性二次型控制来主动抑制柔性杆的振动。系统仿真结果说明了控制器的可靠性和有效性。     

高阶非线性系统的神经网络动态面控制

研究了一类非匹配不确定高阶非线性系统的跟踪控制问题。基于自适应增加幂次积分递推设计方 法,利用基神经网络的逼近特性,提出了一种自适应神经网络增加幂次积分动态面设计方法。在每个子系统中, 采用双极Ｓｉｇｍｏｉｄ函数设计期望虚拟控制律,保证了其可导性;引入一阶滤波器,避免了对期望虚拟控制律的微 分。仿真实例表明,所提控制方法能够保证闭环高阶非线性系统的状态量和跟踪误差半全局一致终结有界。     

一类非线性切换系统的稳定性分析

主要研究了一类非线性切换系统在某种切换律下的稳定性。证明了如果所有的子系统是线性时变的,并且在系统的Cauchy矩阵的范数满足某种条件的情况下,整个切换系统在任意切换律下是全局指数稳定的。研究了其带非线性扰动项的系统,在适当的假设下,建立了这种系统的全局稳定性特性。研究了某些子系统不满足上述Cauchy矩阵的范数条件的切换系统在某种切换律下的稳定性特性。     

基于Matlab/xPC的车载组合导航半实物仿真平台

利用Matlab的RTW工具箱和xPC目标,建立一台宿主机和两台目标机的系统结构,设计并实现了车载INS/GPS/里程计组合导航半实物仿真平台.该平台包括车辆运动模拟子系统和组合导航子系统两部分,两个目标机分别控制两个子系统.车辆运动模拟子系统通过二自由度运动实验台模拟车辆的平动和转动,仿真车辆运动状态;组合导航子系统在仿真的车辆运动环境下实现1NS/GPS/里程计的组合导航.车载组合导航平台能够用于组合导航软件的开发与测试,可以节约研究成本,加快开发周期.     

考虑备件及维修周转的并串混联系统可用度模型

给出了综合考虑系统结构、库存备件量和故障件维修周转等因素影响下的系统可用度计算模型。将由并串混联系统和备件组成的广义系统按功能划分为工作系统与库存系统两个子系统,通过引入备件平均到达率反映库存系统对工作系统的影响,并据此分别建立备件充足与缺货时的工作系统状态转移关系。利用二项分布表征期望备件短缺数的概率分布函数以计算库存系统备件的缺货概率,进而根据全概率公式计算得到系统可用度。示例表明:所提模型针对单部件串联系统所得结果比已有模型更为精确;其次,在库存备件量及维修周转时间的影响下,多部件子系统串联时并不比单部件串联时的可用度高,且可用度曲线随着库存量的增加并不是严格单调递增的凸曲线。     

基于博弈论的多无人机协同作战仿真系统

研究多无人机协同作战问题,建立多机协同作战仿真系统的简化模型,详细叙述系统模型中的两个子系统,图形子系统和算法子系统.以博弈论为主要理论基础的算法子系统,完成一定态势下敌我双方的最佳作战策略对求解.以系统模型、图形子系统和算法子系统为基础,实现了此仿真系统.     

基于几何过程的单部件可修系统最优维修策略

在假定部件不能"修复如新"的条件下,基于几何过程模型研究单部件系统的最优维修策略.推导出系统经长期运行在单位时间内期望效益和期望可用度的表达式,在此基础上建立可用度和费用的维修策略权衡优化模型,为部件追求不同系统目标而进行维修活动提供决策依据.在建立维修策略优化模型时,考虑了部件的检测策略和基于系统状态的预防性维修.最后给出对模型进行求解的算例.     

非匹配不确定非线性系统的变结构控制器设计

考虑一类非匹配不确定非线性系统的变结构控制器设计问题。通过引入适当的坐标变换 ,将非匹配不确定非线性系统描述成两个串联子系统。第一个子系统与控制变量没有直接联系 ,将第二个子系统的状态变量当作虚拟控制量。在考虑所有不确定性的前提下 ,通过求解代数Riccati方程 ,构造非匹配不确定子系统的切换函数 ,由滑模运动可达条件 ,设计整个系统的变结构控制器 ,并根据系统的运行情况在线估计不确定项的参数 ,设计一种自适应变结构控制器。仿真结果表明 ,该方法是有效的。     

基于面向对象的水下武器制导系统仿真技术

本文利用面向对象技术，详细分析了水下武器动力学模型、控制子系统模型和自导模型，对面向对象水下武器制导系统仿真技术作了深入研究并给出了动力学模型类、控制子系统模型类及仿真模型类的设计和实现。详细说明了目前研究的进展和下一步的期望。该研究成果对加快水下武器制导系统的仿真具有一定的理论意义和应用前景。     

面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模

传统运动仿真的虚拟建模缺少针对复杂系统中信息子系统与物理子系统的动态性融合建模。融合传统运动学虚拟建模与信息计算的优势，针对运动仿真的精度和实时性难以满足实际工业制造需求的问题，提出面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模方法，并以机械臂的运动学控制为仿真案例进行验证，解决了实际环境中机械臂的驱动与仿真环境虚拟机械臂运动不一致的问题。搭建了复杂系统运动仿真虚实映射平台，集成了虚拟建模环境CoppeliaSim，融合实际机器人的运动反馈，和虚实映射计算模型，确定工业机器人运动方程的唯一位姿解。实验结果表明本文提出的方法实现了工业机器人的虚实映射实时运动仿真。     

Recomposability analysis and application to large transport networks

Recomposability is a concept based on the growing appreciation that the mere selection of a set of plausible subsystems together with a conceivable interconnection pattern does not guarantee the realization of a desired overall system. Recomposability is viewed as a problem of determining which subsystems of an overall system under the conceived interconnection pattern are appropriate in the sense that specific properties of the overall system can be recomposed from a knowledge of the corresponding properties of the constituent subsystems. In the context of this problem, recomposability analysis may be conceptualized as a basic operational procedure of comprehending a whole, decomposing the whole, and methodizing recomposition. This paper presents a physical system theory-based methodology for recomposition of a large network solution when we have knowledge of subnetwork solutions.     

A Nonlinear Small-Gain Theorem for Large-Scale Infinite-Dimensional Systems

This paper develops a large-scale small-gain result for dynamic networks composed of infinite-dimensional subsystems. It is assumed that the subsystems are input-to-output stable (IOS) and unboundedness observable (UO), and the large-scale infinite-dimensional system can be proved to be IOS and UO if the proposed small-gain condition is satisfied.     

基于SVM的模糊推理在图像降噪中的建模与仿真

针对图像上的脉冲曝声，用基于支持向量机的模糊推理方法建立噪声检测模型。该建模方法应用支持向量机的学习机制从训练样本中提取支持向量，由支持向量确定模糊基函数，产生相应的模糊规则，建立起模糊推理模型。并依据此设计了一套噪声检测系统。该系统由基于支持向量机的模糊推理子系统和决策子系统组成。其中，推理子系统分别在纵向和横向上检测噪声信息：决策子系统综合纵向横向的信息，做出决策。仿真实验结果表明，所提出的方法可有效地检测并去除噪声，同时保留了图像的细节信息。     

Adaptive Control of the Structural Balance for a Class of Complex Dynamical Networks

In social networks, the structural balance is a state of a group of individuals(nodes) with established mutual relationships(connection relationships) between them. It is easy to see that a social network can be described by a complex dynamical network model composed of the nodes subsystem(NS) and the connection relationships subsystem(CS), where the two subsystems are usually coupled with each other. It implies that the dynamic changes of nodes' states may cause the structural balance in CS. However, few papers have discussed the relationship between the structural balance and the specific dynamic changes of the nodes' states. This paper proposes a model of complex dynamical networks, and mainly focuses on the dynamic changes of states in NS which can lead to the structural balance in CS. It is proved that if each state in NS is doing a specific dynamic motion via the controller with the parameter adaptive law, then the CS can track a given structural balance matrix via the effective coupling and the structural balance can be achieved. Such a result can be regarded as an explanation of the relationship between the structural balance and the specific dynamic changes of the nodes' states. Finally, the simulations verify the effectiveness of the proposed method.     

基于网格技术的高速公路通道实时协同控制

针对大城市高速公路通道控制中城市高速公路子系统、并行街道子系统、匝道子系统的控制策略独立制定产生的不协调状况,以高速公路通道整体为研究对象,建立高速公路通道多控制措施多子系统协同控制的分层递阶控制体系;针对高速公路通道协同控制模型求解耗时长,通道交通流实时控制无法真正实现的难题,构建高速公路通道网格体系,并对关键中间件模型设计分布式求解算法,利用网格高性能计算能力,实现通道控制问题的快速求解.     

公共交通运输网络模型研究

本文根据我国公路交通运输市场的发展现状，以若干统计资料为基础，对建立区域性物流中心的运输模型进行了研究，并对其未来的发展及应用作了初步探讨。     

基于DDS的像质处理提升仿真系统设计与实现

在分布式图像仿真系统中,各子系统具有很强的异构性,如何通过网络确保子系统间数据传输的可靠性、实时性和互操作性是一个十分棘手的问题。提出使用数据分发服务(data distributed service,DDS)来构建一个分布式的像质处理提升仿真系统,该系统包含系统管控、图像仿真、处理提升、性能评估和可视化5个子系统,通过DDS既能将5个相对独立的子系统纳入到统一的信息网络中,又能实现海量图像数据的实时可靠传输。并将DDS与传统的传输控制协议/因特网互联协议在网络传输性能(传输时延、吞吐率、丢包率)方面做了比较,试验结果表明DDS具有更低的传输时延、丢包率和更高的吞吐率。最后通过DDS实现了像质处理提升仿真系统的功能测试,验证了DDS技术能够有效解决分布式条件下数据实时可靠交互的问题。     

The Similar Structures and Control Problems of Complex Systems

1 Introduction1 We consider the naturally evolving complex systems, such as biotic and social systems. In their evolving process, they always make up their weaknesses and develop their favorable factors. In such a way, their structures are gradually formed. In the structures of these systems, a feature is noteworthy, i.e., the local(partial) structure is similar to the global(overall). For social systems, for instance, in a country, the management organization of a province is similar to tha…     

一种视频对象生成方法的研究与实现

提出了一种视频对象的自动生成方法。首先对当前帧进行全局运动估计和补偿 ,并和上一帧进行差分运算 ,然后采用模糊分类器自动检测出运动区域 ,再结合边界特征形成视频对象的二进制模型并生成视频对象。实验结果表明 ,该方法能有效地生成视频对象 ,具有较强的鲁棒性