振动二阶线性系统的鲁棒极点配置设计及其仿真分析

研究了振动二阶线性系统的鲁棒极点配置设计问题.基于矩阵方程参数化解提供的自由度,给出了能使闭环振动二阶线性系统具有希望极点的所有状态反馈控制律的参数化表达式.利用状太反馈控制律的参数化表达式,将衡量系统鲁棒性的误差指标参数化,从而鲁棒极点配置问题就转化为误差指标的最小化问题.给出了求解该振动二阶线性系统的鲁棒极点配置设计算法,该算法不包含"返回"过程,故便于工程应用.数值算例及其仿真结果表明该算法的简单及有效性.     

振动二阶线性系统的鲁棒特征结构配置设计及其仿真

考虑了振动二阶线性系统的鲁棒特征结构配置设计问题。基于振动矩阵方程的参数化解,提出了振动二阶线性系统的状态反馈特征结构配置设计参数化方法。该参数化方法给出了状态反馈控制律的参数化表达式,其所含参数向量为控制系统设计提供了全部自由度。利用该参数化法提供的自由度,给出了振动二阶线性系统鲁棒特征结构配置问题的优化求解方法,其中优化的是衡量系统鲁棒性的灵敏度指标。数值算例及其仿真结果表明,所提振动二阶线性系统的状态反馈特征结构配置算法和鲁棒特征结构配置算法简单且有效,便于工程应用。     

二阶动力学系统模型的跟踪设计

考虑了基于分散状态反馈控制律的二阶动力学系统输出渐近跟踪设计,该控制律包括被控对象状态和参考模型状态两部分。给出了问题解的存在条件:两个矩阵方程,其中一个为二阶Sylvester矩阵方程。给出了所有控制器增益阵的完全参数化表达式。归纳出了二阶动力学系统模型参考输出跟踪控制律的设计算法。该算法直接基于原系统的参数矩阵,无须对系统增广或变换,仅涉及自由参数的选取和一些简单的代数运算,便于工程应用。仿真结果说明所给出的算法是有效的。     

二阶动力学系统输出反馈特征结构配置

考虑了二阶动力学系统的输出反馈特征结构配置设计问题。基于一类广义Sylvester方程的参数化解,给出了闭环系统的右、左特征向量矩阵及反馈增益矩阵的完全参数化表达式。该参数化方法为控制系统设计提供了全部自由度,其中包括待配置特征值和一组自由参量。该参数化方法直接基于二阶动力学系统的参数矩阵,故其计算简单、便于工程应用。数值例子表明二阶动力学系统输出反馈特征结构配置参数化方法简单而有效。     

梯度神经网络求解Sylvester方程之MATLAB仿真

近年来,国内外学者发表了许多关于线性代数问题实时求解的方法,其中包括了矩阵求逆和线性方程组的并行求解方法.在研究了基于梯度法的递归神经网络用于Sylyester矩阵方程的实时求解后,通过使用Kronecker乘积和矩阵向量化等技术进行了MATLAB仿真从而验证了相关理论分析.计算机仿真的结果证实了这类神经网络方法在解决Sylvester矩阵方程中的有效性和高效率(特别是在使用幂S型激励函数的情况下).     

不确定二阶动力学系统的鲁棒特征结构配置设计

考虑了一类具有参数摄动的二阶动力学系统通过比例加微分反馈控制的鲁棒特征结构配置设计问题。首先利用定常二阶动力学系统的比例加微分反馈特征结构配置参数化方法提供的自由度,将鲁棒特征结构配置问题转化为具有约束条件的优化问题。在此基础上,给出了求解该优化问题的算法,即鲁棒特征结构配置算法。数值例子及仿真结果表明,该算法对参数摄动二阶动力学系统鲁棒性设计的简单及有效性。     

基于高阶PI观测器的不确定线性系统鲁棒故障检测设计

针对一类受干扰影响的不确定线性系统,研究了基于高阶比例积分 (proportional integral, PI)观测器的鲁棒故障检测设计问题。通过对一类Sylvester矩阵方程的参数化解,将基于高阶PI观测器的鲁棒故障检测问题转化为具有多约束的优化问题。基于该优化问题的解,给出了具有鲁棒故障检测功能的高阶PI观测器存在的充要条件,并给出受干扰影响的不确定线性系统的鲁棒故障检测设计方法。最后,数值算例及仿真分析结果验证了所提方法的有效性。     

二代小波在求解电磁场积分方程中的应用

为实现电磁场积分方程的快速求解,对第二代小波变换理论进行了阐述,并给出了适用于矩阵变换的具体公式,从而提出了一种基于第二代小波变换的预处理算法.通过对矩量法生成的稠密阻抗矩阵进行稀疏化预处理,加速了矩阵方程迭代求解中的矩阵矢量积.针对传统小波变换在矩阵方程维数上的限制,构造了一种任意维矩阵方程的预处理算法.对不同目标的电磁散射特性进行了分析,并将结果与解析解、矩量法直接求解等进行了对比,验证了算法的有效性.鉴于其通用性,所提任意维矩阵方程预处理算法可以推广至其他工程计算领域.     

线性系统有限时间函数观测器设计的参数化方法

研究了线性系统有限时间函数观测器的参数化设计问题,其目的是通过设计参数化形式的函数观测器,使其在给定有限时间内能够直接估计关于线性系统状态的线性函数。基于一类Sylvester矩阵方程的参数化解,给出了该有限时间函数观测器所有增益矩阵的参数化表达式,其所含的自由参数为控制系统设计提供了全部的自由度,可通过适当选择这些自由参数使其满足某些系统性能指标。最后,数值例子及其仿真结果验证了所提线性系统有限时间函数观测器参数化设计方法的简单性和有效性。     

标定方程AX=ZB的两种新解法

提出了同时确定手眼关系以及机器人坐标系到世界坐标系关系的两种算法。和现有算法相比,给出的算法分别基于对偶四元数和矩阵直积理论,均可一次计算出标定方程的旋转部分和平移部分,不存在误差的传递问题。仿真结果表明了算法的有效性,这些结论对于类似问题的求解具有一定的参考价值。     

On the stability of two-step predictive controller based on state observer

1.INTRODUCTIONCompared with MPCs based-on input/output model,i mpulse response model and step response model,MPCs based onstate-space model have attracted moreattention in recent years.This is mainly due to thefact that the state-space model can describe a largernumber of systems and cope with much more realproblems.For state-space MPCs,the control lawhasa formof(explicit or i mplicit)state feedback.If thestate is i mmeasurable,state observer is adopted[1,2].References[3~5]haveinvesti…     

一种求解二阶锥规划问题的新算法

为了提高求解二阶锥规划问题的效率,提出一种新的求解二阶锥规划问题的非单调信赖域算法.基于Fischer-Burmeister光滑函数,对二阶锥规划问题的最优性条件进行转化,得到与其等价的无约束优化问题的非线性可微的光滑方程组,构造信赖域子问题,利用非单调信赖域算法求解.算法在求解信赖域子问题时,提出了一个新的自适应选取信赖域半径机制,搜索到全局最优解.数值实验结果表明,该算法运行速度快、迭代次数少,比内点算法和不可行内点算法优越.     

耦合Riccati不等式组解的局部优化算法及其在微分对策中的应用

研究与线性二次微分对策的Nash次优均衡对策相联系的一组耦合Riccati矩阵不等式组的解的算法问题。将耦合Riccati矩阵不等式组的求解问题化为具有非线性约束的非凸优化问题，用双线性矩阵不等式（BMI）方法给出了Riccati矩阵不等式组解的局部优化算法，这种算法可以用MATLAB中的线性矩阵不等式工具箱（LMI Toolbox）求解，并给出了这种算法在微分对策中的一个应用实例。     

线性系统的故障检测和最优容错控制

针对系统中含有执行器故障和传感器故障的情况,研究了线性系统的故障检测和最优容错控制问题。利用Riccati矩阵方程和Sylvester方程设计了故障情况下的动态最优容错控制律,并设计了能同时检测出故障状态和系统状态的增广的降维故障检测器,解决了最优控制中故障状态的物理不可实现问题,从而实现了系统的故障检测和容错控制并能满足二次型性能指标。仿真实例验证了这种故障检测方法和最优容错控制的有效性。     

不确定广义系统的弹性保性能控制

将弹性控制器的设计思想引入到一类不确定广义系统中,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究被控对象与控制器同时存在摄动的弹性保性能控制问题。针对控制器存在加法式摄动情形,以线性矩阵不等式约束条件给出了广义系统弹性保性能的充要条件,并以线性矩阵不等式的可行解给出了相应的控制器设计方法,通过求解具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,给出了性能上界最小意义下弹性控制器的设计。数值仿真表明了该设计方法的可行性。     

SET COVERING-BASED TOPSIS METHOD FOR SLOVING SUP-T EQUATION CONSTRAINED MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION PROBLEMS

This paper considers solving a multi-objective optimization problem with sup-r equation constraints.A set covering-based technique for order of preference by similarity to the ideal solution is proposed for solving such a problem.It is shown that a compromise solution of the sup-r equation constrained multi-objective optimization problem can be obtained by solving an associated set covering problem.A surrogate heuristic is then applied to solve the resulting optimization problem.Numerical experiments on solving randomly generated multi-objective optimization problems with sup-T equation constraints are included.Our computational results confirm the efficiency of the proposed method and show its potential for solving large scale sup-T equation constrained multi-objective optimization problems.     

动态矩阵解耦控制及其应用

针对双输入双输出的多变量强耦合系统，首先将其分解为两个双输入单输出系统，并用动态矩阵控制原理设计了控制器。通过求解二元一次矩阵方程组，实现了多步预测的解耦控制。仿真研究结果证实了该算法的有效性。     

多终端仅测速实时定轨的自适应联邦STCKF算法

针对多手持终端仅测速实时定轨问题,设计了一种自适应联邦强跟踪容积卡尔曼滤波(strong tracking cubature Kalman filter,STCKF)算法。首先,使用欧拉预测校正法对带J2项摄动的轨道动力学方程进行离散得到状态方程。然后,为每个手持终端设计了STCKF滤波算法,该算法基于强跟踪滤波(strong tracking filter,STF)的等价表示计算次优渐消因子以在线实时调整增益矩阵,提高短弧段内滤波估计收敛速度。进而,利用信息最优合成算法对每个终端输出的局部定轨结果进行融合,为提高信息融合精度,信息分配因子由误差协方差矩阵的Frobenius范数自适应确定。最后的仿真结果表明,欧拉预测校正法可以有效提高轨道动力学方程离散精度,自适应联邦STCKF算法可以有效提高实时定轨精度和滤波收敛速度。