时滞关联大系统的自适应模糊动态面控制及仿真

针对一类含完全未知时变时滞的非线性关联大系统,提出了一种自适应模糊动态面控制方法。该方法采用模糊逻辑系统逼近系统的未知时滞函数,提出时滞代换方法处理逼近器输入中的未知时滞信号,取消了对未知时滞常作的假设。基于Lyapunov-Krasovskii泛函,证明了闭环系统所有信号半全局一致最终有界。仿真结果进一步说明了该方法的有效性。     

高阶非线性时滞系统的神经网络动态面控制

针对一类具有未知时变时滞的不确定高阶非线性系统,基于增加幂次积分方法,提出了一种非光滑状态反馈自适应神经网络动态面控制设计方案。通过构造适当的Lyapunov Krasovskii泛函处理了未知时变时滞不确定项;通过利用神经网络权值范数的适当形式幂次函数,将神经网络用于对在单步递推中所构造的未知函数进行建模;采用动态面技术,解决了“微分爆炸”问题。所提控制方案能够保证闭环控制系统的状态量和跟踪误差半全局一致终结有界。最后,仿真算例结果表明了该方案的有效性。     

不确定网络化控制系统鲁棒故障检测

针对一类具有未知输入和模型不确定性的网络化控制系统,基于H_∞滤波器研究了系统的鲁棒故障检测问题.利用输入时滞方法,将含有网络传输时滞和数据丢包的不确定网络化控制系统建模成一类具有双加性状态时滞项的连续系统.采用Lyapunov-Krasovskii泛函方法分析了新系统的H_∞性能,并将所得结果应用于原系统鲁棒故障检测滤波器的设计,得到了滤波器存在的时滞依赖条件.最后,通过仿真验证了该方法的有效性.     

时变时滞系统的灰色预测非线性PID控制

针对时变时滞过程提出一种新的控制结构.在此控制结构中,利用遗传算法自动跟踪系统的时滞变化,由灰色预测模型根据辨识的时滞提前预测出系统的输出,而系统的预测输出与输入的偏差以及偏差变化率为非线性PID控制器的输入.仿真结果验证了这种结构能很好地满足时变时滞系统的快速动态响应和稳定性要求.     

考虑双时滞特性的半主动悬架系统道路友好性仿真研究

针对半主动悬架系统普遍存在的时滞特性,利用Matlab/Simulink建立可分析双时滞特性对基于混合控制策略的半主动悬架系统的道路友好性影响的仿真模型,分析各时滞参数匹配关系对半主动悬架系统的车辆一路面动态载荷的影响,并利用动态载荷系数、动态载荷应力因子道路友好性指标评价了具有时滞特性对基于混合控制策略的半主动悬架系统的道路友好性影响.研究结果表明在不考虑传感器时滞时,阻尼器的时滞参数设定为0.005-0.007s时可使半主动悬架系统具有较好的道路友好性;得到了最优道路友好性带形区域,即当同时考虑传感器和阻尼器时间滞后参数匹配关系时,两时间滞后设定在由L1和L2构成的最优道路友好性带形区域内时,可有效提高半主动悬架系统的道路友好性.     

时滞系统自适应模糊控制与仿真

针对一类含有未知时变时滞的不确定非线性系统,提出了一种自适应模糊控制方案.系统不确定项通过模糊逻辑系统辨识,未知时变时滞由参考信号代换,估计误差上界和构造Lyapunov-Krasovskii范函的方法相结合处理辨识误差和时滞代换误差.证明了闭环系统所有信号一致半全局有界(SGUUB),通过调节设计参数可以实现任意的跟踪精度.对含有滞后循环蒸汽的化学反应堆的实例仿真结果进一步说明了方案的可行性.     

含时变时滞函数的GM(1,1|τ_i)模型及其应用

针对带有时滞效应的小样本数据序列的预测建模问题,现有模型通常假设时滞期为固定值,忽略了时滞值动态变化对模型效果的影响.为了克服这一局限性,本文考虑系统时滞的动态变化效应,将GM(1,1|τ,r)模型的静态时滞参数推广为时变时滞函数,设计出非整数时滞取值区间对应的时变时滞参数表达式.提出以灰关联理论为基础的时变时滞函数的参数优化方法,推导出GM(1,1|τ_i)模型参数估计值以及预测序列的时间响应式.该方法不仅提高了模型对所分析序列的拟合度,还可充分利用时滞参数函数的数学性质,进一步研究时滞因素对系统发展趋势的影响.最后,将GM(1,1|τ_i)模型应用于福建省全省沿海港口货物吞吐量预测,并将建模预测结果与经典的GM(1,1)模型和GM(1,1,τ)模型进行比较.结果表明当原始序列具有时滞效应时,GM(1,1|τ_i)模型具有更高的建模精度,能够反映出更为复杂的系统时滞变化情况,扩展了含时滞参数灰色预测模型的适用范围.     

线性时滞系统的反卷积设计

研究线性时滞系统反卷积滤波器的设计问题.首先分析了反卷积滤波器的一般结构和新息结构,指出新息结构下,反卷积滤波器等效于输出观测器和一个线性映射,该线性映射反映了未知输入估计与输出估计误差的内在联系.基于有界实引理给出了线性连续时滞系统反卷积滤波器的时域设计方法和滤波器存在的充分条件.滤波器的设计参数可通过求解一个Riccati方程来构造.设计的反卷积滤波器适用于不需要知道干扰统计信息的情况.最后,通过数值例子证明了设计的有效性.     

不确定时滞系统的滑模控制及其应用研究

研究了一类带有控制时滞的不确定性系统的滑模变结构控制器的设计问题。定义特殊线性变换,将原不确定时滞系统化为无时滞系统。在新坐标下,提出了基于二次型性能指标的最优滑模面的设计方法;选择适当的动态不连续控制律保证了系统状态在有限时间到达滑模面,并有效的削弱了抖振。提出并证明了原系统渐近稳定的充分条件。将该控制方法应用到典型的不确定时滞对象——聚合反应釜的温度控制系统中,仿真结果表明了该方法的有效性。     

一类严格反馈时滞系统的自适应输出反馈控制

针对一类单输入单输出的严格反馈时滞系统研究跟踪控制问题。该控制系统包含不确定项、输出约束、未知死区特性和未知时间延迟。首先,设计一个状态观测器来估计无法测量的系统状态;其次,利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络去逼近未知的系统内部动态;同时,利用障碍李雅普诺夫(Lyapunov)函数确保输出约束及Lyapunov-Krasovskii方法消除时滞项对系统的影响;最后,基于Lyapunov稳定性理论,构造一个鲁棒自适应神经网络输出反馈控制器,并且克服了过参数问题。结果显示,设计的神经网络输出反馈控制器可以保证闭环系统中的所有信号都是半全局最终一致有界的,跟踪误差能收敛到零值小的领域内。文中通过两个例子进一步验证了提出方法的有效性。     

一类线性时滞系统的未知输入观测器设计

以一类线性时滞系统为研究对象,研究了当观测误差与未知输入完全解耦时的未知输入观测器设计问题。基于时滞系统Lyapunov稳定性方法,给出了指数稳定未知输入观测器的存在条件。基于这一条件,提出了含有内部时滞与不含有内部时滞两种观测器的设计问题。通过求解线性矩阵不等式给出了所提观测器的设计方法。给出了两种情形下的观测器设计算法。数值例子说明了提出的设计方法的有效性。     

不确定多时滞系统动态自适应神经网络控制

针对一类具有不确定多时滞的非线性系统,提出一种由时滞补偿器和动态结构自适应神经网络所构成的控制器.通过设计时滞补偿器中的参数自适应调节规律来消除多时滞对控制输入的影响,再引入动态自适应神经网络,利用其隐层神经元个数可以随着逼近误差的增大而在线增加的特点,获得满意的逼近精度,提高控制性能.最后,对时滞混沌系统进行仿真,表明该方法的有效性.     

生物神经网络系统的动力学研究进展及展望

生物神经网络系统是复杂的非线性动力学系统,其动力学研究是国内外关注的一个重要课题.本文概括性地介绍神经网络系统的动态特性及影响因素,包括时滞和噪声对神经元网络的同步,同步转迁和随机共振的影响,并且介绍神经网络系统的建模问题.由于生物神经网络通常是动态的系统,因此建立模型要考虑网络如何受时变连接方式的影响,最后对今后研究给出一些展望.     

复杂系统的变结构分析

传统的变结构研究方法都是建立在模型基础上的,变结构分析主要集中在系统运动模型中参数的变化或变量的增减问题上。这种传统的分析方法只限于人们对未知系统的模型结构有一个大致的了解,在一 旬先验假设的条件下才能进行。但是在系统建模之前,人们很难预先知道系统的运行的模型形式。对复杂系统而言,传统的变结构分析方法就难以秦效。特别地,对非线性向量时间序列系统而言,系统内部动态均衡结构的变化不仅具有空间结构,而且具有一定的时间结构。针对这种实际情况,本文提出了一种新的变结构分析思想,利用神经网络技术对系统的运行规律的结构变化情况进行了分析。利用上海股市数据进行了实证研究,证实了所提方法的可行性。     

超磁致伸缩致动器中的时滞建模与Smith控制策略

分析了超磁致伸缩致动器中的时滞环节及其机理,将可控恒流源和由驱动线圈组成的电感电路结合,运用试验方法对其进行整体建模,引入Smith控制策略来解决超磁致伸缩致动器中的时滞问题;研究了扰动情况下以及系统模型参数发生变化的情况下,时滞环节对超磁致伸缩致动器动态性能的影响;通过对比试验,给出了一种能同时满足系统动态性和鲁棒性要求的解决方案.     

基于变结构控制的时滞复杂网络的同步研究

基于变结构控制研究了一类耦合时滞网络的同步问题.设计的控制器能够保证动态网络从任意初始状态出发都能达到滑模面.利用系统的左特征向量函数设计切换面,使得同步滑动模态保持稳定.利用到达条件设计控制器,使得网络状态能够在有限时间内到达切换面.最后针对实例进行仿真,仿真结果说明了所设计控制器的有效性.     

欠控制方向非线性系统的鲁棒自适应控制

针对一类控制方向未知且具有未建模动态的非线性系统,提出了一种鲁棒自适应控制策略.算法推广了已有的鲁棒自适应非线性控制方法.控制算法保证闭环系统所有信号是一致终值有界的.同时,通过调整控制器设计参数,闭环系统能够实现期望的性能要求.仿真结果进一步说明了理论分析的有效性.     

多输入离散不确定时滞系统变结构控制设计

研究了多输入离散不确定时滞系统的变结构控制问题。首先对原离散时滞不确定系统进行了化简,将其归结为一个无时滞的不确定离散系统形式;在此基础上提出了一种新的变结构控制设计方法和控制律算法,并给出了动态性能比较。对于不确定性为慢变的情况,该算法能使空间任意点出发的运动,都在有限时间内到达滑动模态的设定邻域,渐近稳定的到达到原点,且抖振以指数速率衰减到零。仿真结果表明了方法的有效性。     

基于广义动态灰关联度窗口的时滞分析模型

基于静态最大关联度准则的经典灰关联时滞分析方法对样本时序的依赖性较强,分析结论的代表性较差、甚至会出现自相矛盾的地方.为此,本文探讨了一种新的全局性动态时滞分析方法.首先,设计了新信息优先加权算子,将其引入广义灰色关联度模型,强调新信息在关联分析中的重要性.其次,针对经典的基于灰关联度的时滞分析方法的不足,提出动态灰关联度窗口的概念,对样本时序中所有潜在时滞取值展开系统化的分析.再者,定义了基于动态灰关联度窗口概念的时滞关联度矩阵以及相应的时滞灰关联度向量,设计出灰栈矩阵这一特殊灰关联数据存储结构,动态对比所有潜在时滞关系,找出代表性时滞值.最后,对宏观经济指标之间的时滞关系展开案例分析,并与经典灰关联时滞分析方法进行对比,结果表明本文设计的时滞分析方法具有更好的说服力.