基于零和微分博弈的航天器相对位置容错控制

针对带有执行器偏置故障和失效故障的航天器相对位置控制系统,本文提出了一种基于零和微分博弈的最优容错控制方法.首先,利用线性二次调节设计反馈控制器以保证无故障时系统的渐近稳定性能;其次,将航天器相对位置容错控制问题转换为零和微分博弈问题,结合Hamilton-Jacobi-Issac (HJI)方程和极小极大原则设计最优控制律;最后,利用自适应动态规划方法设计评判网络对最优性能函数进行估计,构成自适应控制信号,保证了系统稳定性和状态最终一致有界.仿真结果表明了本文设计的容错控制律的有效性.     

超标量通信:一种面向分布式应用的运行时优化技术

并发在分布式应用中是一项实质性的需求,然而现有方法均十分复杂且容易出错.文中提出一种全新的并发途径——超标量通信,这种方法通过用语言级虚拟机SSVM在运行时自动分析应用程序,以发现潜在的并发机会;然后通过调度通信任务和计算任务,实现并发执行.超标量通信技术的构思受到了微处理器中的超标量技术的启发,然而硬件的超标量算法在许多方面都不适用于软件.SSVM是一种对运行时系统的扩展,它不需要修改现有的语言、编译器和字节码,因此具有很好的向下兼容性.超标量通信技术有可能开拓一个全新的领域,其特征是针对网络程序的动态优化.     

用非线性反馈控制混沌R(o)ssler系统到达任意目标

本文设计了识别不确定R(o)ssler系统未知参数的观测器,提出了控制R(o)ssler系统中混沌的非线性反馈控制策略.数值模拟结果表明:观测器可以有效地标识未知参数;选取不同的目标参数,既可以使R(o)ssler系统稳定在不同周期轨道上,也可以稳定在任意目标点上.     

用非线性反馈控制混沌Rssler系统到达任意目标

本文设计了识别不确定R ssler系统未知参数的观测器,提出了控制R ssler系统中混沌的非线性反馈控制策略。数值模拟结果表明:观测器可以有效地标识未知参数;选取不同的目标参数,既可以使R ssler系统稳定在不同周期轨道上,也可以稳定在任意目标点上。     

联合连通有向切换拓扑条件下无人机集群鲁棒编队控制

针对联合连通有向切换拓扑网络条件下存在外界扰动的无人机集群鲁棒时变编队与轨迹跟踪控制问题进行了研究.首先,依据无人机真实飞行状态信息、期望队形信息与需要跟踪的轨迹信息之间的误差,以及联合连通通信拓扑网络条件下能够相互通信无人机期望飞行状态与实际飞行状态之间误差信息设计出了无人机集群系统的编队控制方法.然后通过一类特殊的矩阵分解将集群系统时变编队与轨迹跟踪控制问题转换成联合连通快速时间平均系统的渐近稳定控制问题,进一步提出了系统渐近稳定的充分条件,并通过建立的分段连续Lyapunov泛函进行了证明.最后仿真结果验证了本文所提方法能够实现联合连通有向切换拓扑网络条件下无人机集群的时变编队与轨迹跟踪控制飞行.     

滑模输出反馈控制在二元机翼颤振主动抑制中的应用

本文以经典的二元机翼为对象,研究滑模控制（SMC）用于颤振主动抑制（AFS）的效果,讨论其控制系统的离散化和控制输入限幅等问题.该翼段模型具有一个后缘控制面,用于颤振控制.基于准定常气动力理论建立了系统二自由度（俯仰和沉浮）气动弹性运动方程.控制系统由滑模输出反馈控制方法设计,抑制俯仰-沉浮耦合颤振.研究过程中对系统进行了离散化处理,控制舵偏考虑了限幅约束.采用经典的龙格-库塔（RK）法对方程进行数值求解.仿真结果表明,带有滑模控制系统的闭环系统可以在高于颤振边界速度状态稳定.但是,简单离散化的控制系统遇到控制舵偏限幅时,闭环系统则失去稳定性.随后,基于理论分析,本文提出并设计了一个控制补偿环节,可以使该系统仍具有稳定性.此外,文中还讨论了系统的参数摄动和时间延迟效应.     

月面巡视器遥操作中的任务规划技术研究

任务规划技术是嫦娥三号任务中月面巡视器遥操作中的一项关键技术.本文首先分析了各种月面环境因素对巡视器月面工作过程的影响机制,综合考虑月面地形因素、太阳能量、光照阴影以及对地通信条件等,建立了面向任务规划的综合月面环境.在该环境模型基础上,提出了一种月面巡视器遥操作中的任务规划方法.通过定期更新环境模型,将动态环境模型下的路径规划问题转换为一系列静态环境模型下的路径规划问题,实现任务层的动态路径规划;在路径规划过程中进行实时约束检查,实现行为规划并将其影响效果迭代入动态路径规划过程中,最终实现巡视器任务规划.针对不确定性,本文引入弹性计划提高任务规划输出结果在实际工程中的可行性.仿真实验结果表明:月面综合环境模型全面描述了影响巡视器任务规划的各种环境因素及其影响;任务规划方法可生成全局最优路径,以及沿路径安排的满足约束条件的巡视器行为序列,最终生成巡视器的月面工作序列,作为地面遥操作实施的依据.     

高拱坝施工质量与进度实时控制理论及应用

针对高拱坝建设能否实现高标准、高强度连续施工的关键科学技术问题,通过对高拱坝施工系统进行分解-协调耦联分析,综合考虑各种复杂的施工约束条件,建立了高拱坝施工质量与进度实时控制数学模型,提出了基于动态仿真的高拱坝施工进度实时控制方法,建立了基于PDA信息采集与分析的高拱坝施工质量动态控制机制,并研制开发了网络环境下集信息采集、进度仿真与质量控制分析于一体的高拱坝混凝土施工质量与进度实时控制系统.工程应用实例表明,所提出的理论方法和研制开发的系统能对高拱坝施工过程的各个环节进行有效地管理,可以实现施工在线实时监测和反馈控制,为高拱坝建设过程的质量与进度控制提供了新的理论方法和技术手段.     

基于OpenMP多线程动态负载均衡技术研究

本文指出了并行编程模型在多核处理器时代的重要性,探讨了目前对OpenMP在性能分析、线程锁同步与竞争、模型扩展与改进等方面的研究.以OpenMP中的负载均衡为对象,提出了实现动态负载均衡的关键技术及方法,综合考虑处理器中核的数量、操作系统线程调度策略、系统当前和历史负载情况等因素.选用开发源代码的Linux作为操作系统,以及支持OpenMP的GCC-4.2.3作为编译器.通过分析和修改GCC中支持OpenMP功能的源代码实现动态负裁均衡.     

基于多服务类比例公平的分组调度算法

研究了同时满足多性能目标的资源管理模型和算法, 基于服务质量模型实现比例公平性原则, 考虑了包括延迟、丢失率在内的服务质量要求及对于综合的多服务类数据流非常重要的公平性问题, 提出了一种分组网络中的比例公平调度模型, 该调度模型综合描述了网络效率、用户QoS要求和系统公平性等多维目标. 分析论证了能有效满足比例公平的调度策略PFS(proportional fairness scheduling), 同时在Linux上实现了该算法. 最后在模拟和实验测量的基础上对PFS调度算法的性能和系统开销进行了分析讨论.     

Stochastic stability of quasi-integrable Hamiltonian systems with time delay by using Lyapunov function method

The asymptotic Lyapunov stability of one quasi-integrable Hamiltonian system with time-delayed feedback control is studied by using Lyapunov functions and stochastic averaging method. First, a quasi-integrable Hamiltonian system with time-delayed feedback control subjected to Gaussian white noise excitation is approximated by a quasi-integrable Hamiltonian system without time delay. Then, stochastic averaging method for quasi-integrable Hamiltonian system is used to reduce the dimension of the original syst...     

基于压缩感知的土壤呼吸监测传感网动态采样调度策略

土壤呼吸监测传感网通常部署在野外,无法直接访问电力,并且土壤呼吸测量过程比较复杂、能耗较高,因此在满足重建准确度要求的前提下,希望以尽量少的采样次数来进行测量.利用土壤呼吸真实物理过程中时间序列的相关性,可以采用压缩感知理论来实现采样调度.本文提出了一种基于压缩感知的分段动态采样调度策略:利用前期测量数据进行分析得到的先验知识,对测量时间区间的数据序列进行分段线性拟合,依据分段数据子序列的线性程度度量指标,动态确定各段的采样率.土壤呼吸测量仪在进行监测时,按照分段动态变化的采样率构造压缩感知采样和重建所需的测量矩阵.实验结果表明,相比平均采样率相同的固定采样策略,本文提出的分段动态采样策略能够得到更好的重建质量,即如果以确定的重建误差阈值作为需求,则本文的动态采样策略具有更小的采样率.虽然计算动态采样率会带来一定的计算开销,但减少的采样次数可以节省更多的能量.本文提出的基于压缩感知的分段动态采样策略,虽然在土壤呼吸监测传感网的应用场景中进行了实验和分析,但其思想对于其他类似应用的采样调度和节能问题也具有借鉴价值和潜在的可应用性.     

基于多系统综合控制的车辆侧翻稳定性研究

为提高车辆抗侧翻能力减小其侧翻的危险性，建立了11自由度整车侧翻模型。根据各系统侧翻控制权重及有效作用范围，提出一种基于转向、悬架和制动的多系统侧翻控制策略并设计了相关控制器。对系统单独控制及综合控制进行了仿真对比分析。结果表明，综合控制策略在提高车辆抗侧翻能力的同时也很好的改善了车辆侧向稳定性。     

商用车ABS预测控制方法研究

针对商用车制动过程中存在的强烈非线性和模型不确定性问题,建立了整车七自由度转向制动状态空间模型,提出了一种非线性连续预测控制方法,设计了基于滑移率的ABS非线性预测控制器.在控制器设计中,利用泰勒级数展开对系统状态进行适当的截尾处理,获得了系统预测模型,并将ABS路面识别算法引入参考轨迹设计,提出了多路面下的参考轨迹模型.当路况发生变化时,参考轨迹也发生相应的变化,而且在系统中引入了积分反馈,以增强系统的鲁棒性.仿真研究表明,当ABS存在建模误差、载荷变化和干扰时,该非线性预测控制器仍能够获得良好的动态响应和鲁棒性.     

用非线性反馈控制混沌Roessler系统到达任意目标

本文设计了识别不确定Roessler系统未知参数的观测器，提出了控制Roessler系统中混沌的非线性反馈控制策略。数值模拟结果表明：观测器可以有效地标识未知参数；选取不同的目标参数，既可以使Roessler系统稳定在不同周期轨道上，也可以稳定在任意目标点上。     

基于Zigbee的煤矿无线数据采集系统设计与实现

根据煤矿环境的特点，提出了一种基于Zigbee技术的适用于煤矿巷道多参数采集的无线传感器网络检测系统。该系统利用多种传感器，通过无线传感器网络实现对井下环境及生产参数的实时监测和智能预警。采用RS-485通讯协议及硬件模块化，实现了传感器的灵活添加与监测计算机软件稳定性的增强。通过实验证明了该系统设计的可行性和良好的稳定性。     

基于异步感应发电机的风电场中桨距角控制研究

为了研究基于异步感应发电机的风电场对电力系统稳定性的影响,建立了异步感应电机发电机小信号模型;并通过对异步感应电机状态方程的线性化,分析异步感应发电机对电力系统小干扰稳定性及阻尼特性的影响；提出了改进的桨距角控制系统；并将发电机转速偏差信号引入桨距角控制系统.通过对系统进行特征根分析和时域仿真来验证其有效性.结果表明,改进的桨距角控制环节能够改善系统阻尼、提高系统动态稳定性.     

区间时变时滞离散广义系统的稳定与镇定

研究了一类区间时变时滞离散广义系统的稳定与镇定问题。利用一个新构造的Lyapunov泛函和线性矩阵不等式方法，给出了使得系统正则、因果且稳定的时滞相关型稳定性新判据，并在其基础上得到了系统状态反馈镇定控制律的一个直接的设计方法。在讨论过程中，充分考虑了系统时变时滞信息，且保留了Lyapunov泛函导数中的有用项，使得结果具有较小保守性。数值实例表明了方法的有效性和优越性。     

Global view of Hopf bifurcations of a van der Pol oscillator with delayed state feedback

This paper presents both analytical and numerical studies on the global view of Hopf bifurcations of a van der Pol oscillator with delayed state feedback. Based on a detailed analysis of the stability switches of the trivial equilibrium of the system, the stability charts are given in a parameter space consisting of the time delay and the feedback gains. The center manifold reduction and the normal form method are used to study Hopf bifurcations with respect to the time delay. To gain an insight into the pe...     

基于Smith预估模糊PID复合控制器的研究

针对空调房间温度被控对象的大滞后大惯性，本文提出一种预估并联型模糊PID复合控制策略。根据偏差大小及时调整模糊和PID控制的比例，利用Smith预估器进行时间补偿控制，同时在模糊控制器上并联一个积分器以消除稳态误差。在模型匹配和失配情况下进行仿真研究，结果表明：该控制器不仅具有鲁棒性好、控制精度高以及响应速度快的特点，尤其在模型失配时具有良好的稳定性，而且对于大时滞系统是一种实用而简便的控制方法。