Singularly perturbed bifurcation subsystem and its application in power systems

The singularly perturbed bifurcation subsystem is described, and the test conditions of subsystem persistence are deduced. By use of fast and slow reduced subsystem model, the result does not require performing nonlinear transformation. Moreover, it is shown and proved that the persistence of the periodic orbits for Hopf bifurcation in the reduced model through center manifold. Van der Pol oscillator circuit is given to illustrate the persistence of bifurcation subsystems with the full dynamic system.     

信息物理融合系统中恶意软件传播与分岔控制策略

针对恶意软件在信息物理融合系统中传播机理难以描述的问题,利用非线性动力学理论构建其传播动力学模型,并基于稳定性理论和Hopf分岔定理对该模型的复杂动力学行为进行分析.为了控制恶意软件传播所引发的Hopf分岔,根据分岔控制理论设计了一类结合参数调节法与状态反馈法的混合分岔控制策略,并深入研究控制参数对Hopf分岔点位置及极限环幅值的影响.数值仿真结果表明所设计的混合分岔控制策略不仅能够提前或推迟Hopf分岔点,而且可以改变极限环幅值大小,使信息物理融合系统产生预期的动力学行为,实现控制目的,从而有效降低恶意软件的危害.     

一类控制器摄动系统的H∞强鲁棒控制

为了解决在被控对象和控制器同时摄动时控制系统的设计问题,提出了一般控制系统的强鲁棒性能概念。通过数学模型转换,将控制器的摄动转化为被控对象的摄动。给出了一类可采用H∞混合灵敏度求解强鲁棒控制器的一种设计方法。提高了在被控对象和控制器同时摄动时系统的性能。研究了不确定性权函数和性能权函数权函数的选取。考虑到SISO系统的特点,给出了求解强鲁棒PI控制器的简单算法,设计了强鲁棒控制的PI控制器参数。通过仿真示例验证了设计方法的有效性和可行性。     

基于二水平误差控制的序贯分支筛选法及应用

针对仿真实验中三水平序贯分支（sequential bifurcation,SB）难以处理定性因子的问题,提出了基于两水平的误差控制SB法,并在序贯概率比（sequential probability ratio test,SPRT）检验群组效应过程中,采用动态的初始仿真次数作为初始样本点,提高了SPRT的效率,减少了统计推断所需的仿真次数. 蒙特卡罗仿真的对比分析以及基于实际背景的仿真案例应用,验证了在保证统计推断效力的条件下,所提方法能明显降低SB所需的仿真次数,并成功处理包含定性因子的仿真模型.     

基于子系统重构的鲁棒滤波算法及其应用

复杂环境下航天器姿态确定系统存在系统参数不确定性,并且可能存在观测数据的间断丢失情况.对此,本文研究了一种新的鲁棒滤波算法.该算法采用线性预测子系统重构补偿丢失的观测信号,并利用其参与到测量更新阶段,采用极小极大理论推导出具有观测数据丢失的不确定性系统的鲁棒状态估计的递推形式.将该方法用于复杂环境下的航天器姿态确定系统中,通过仿真验证了算法的有效性.     

Perturbation and robust controllability of singular distributed parameter control systems in Hilbert space

Perturbation and robust controllability of the singular distributed parameter control system are discussed via functional analysis and the theory of GE-semigroup in Hilbert space.The perturbation principle of GE-semigroup and the sufficient condition concerning the robust controllability of the singular distributed parameter control system are obtained,in which the controllability for singular distributed parameter control system is not destroyed,if we perturb the equation by small bounded linear operator.     

不确定非线性广义系统的鲁棒控制与保性能控制

研究了不确定非线性结构扰动的广义系统的鲁棒控制和保性能控制问题,该不确定性为时间、状态函数且满足Lipschitz条件的。目的是分别设计系统的鲁棒控制器和保性能控制器。应用线性矩阵不等式方法,分别给出了系统的鲁棒控制器和保性能控制器存在的充分条件;并在这些条件可解时,分别给出了鲁棒控制器和保性能控制器的表达式。最后用例子说明了所给方法的应用。     

反推技术及其在不确定系统中的应用

从控制学科的角度,综述了反推技术的产生、发展、主要方案及其特点。着重叙述了该技术在状态反馈非线性不确定系统、输出反馈非线性不确定系统、离散时间非线性不确定系统、线性不确定系统和随机非线性不确定系统等五个方面的应用形势与进展情况。同时,清楚地指出了反推技术在不确定系统应用中存在的问题,并且就这些问题提出了相应的解决途径和方法。     

证据网络及其在航天系统安全性分析中的应用

针对航天系统安全性分析与评价中面临的不精确、不完全信息难以处理等问题,在D-S(Dempster-Shafer)证据理论研究的基础上,借鉴贝叶斯网络的建模思路,提出了一种新的风险安全性分析与评价方法--证据网络分析方法。给出了证据网络的定义,研究了证据网络的基本建模思路与框架,包括网络结构构建、网络参数表示、原始数据预处理、网络推理算法、评价结果分析,并总结了该方法的操作流程与步骤。最后,通过某航天系统安全性分析与评价算例验证了证据网络分析方法的可行性与有效性,为安全性管理与决策提供辅助支持。     

并行GSE方法及其在耦合系统优化中的应用

指出了并行全局灵敏度方程（global sensitivity equation, GSE）方法的优势,定性分析了并行GSE方法的计算性能。在ModelCenter框架下开发了通用并行GSE驱动组件(general parallel GSE driver, GPGDRV),并与优化算法相结合,基于COM技术开发了通用并行GSE优化器(general parallel GSE optimizer, GPGOPT),进而将并行GSE方法用于耦合系统优化。数值算例表明,GSE方法可以显著提高耦合系统灵敏度的求解效率。将GPGDRV和GPGOPT用于某假想的教练机方案优化设计,并与有限差分法进行计算性能定量比较,定量比较结果与定性分析相符。研究还表明,GSE方法极大地提高了耦合系统优化的效率,使优化时间缩短约76%,并行GSE方法可进一步缩短优化时间。GPGDRV和GPGOPT对于耦合系统的分析和优化具有实用性。     

Equivalent sample theory of networked control systems and its application

The equivalent sample theory and its application in analysis of networked control system （NCS） are presented. After analyzing NCS＇s scheduling in master-slave mode, the characteristics of time delay and sample are summarized. Looking on master station visiting the slave station as a special sample process, the theory of equivalent sample is presented. And based on it, the stability of a kind of NCS is analyzed. The criterion to determine the upper bound of transmission delay is introduced, which guarantees the stability. Finally, an example with simulation shows the availability and usability of this analysis method.     

基于距离的直觉模糊粗糙模型及应用

将直觉模糊和区间直觉模糊集(数)的距离测度引入直觉模糊信息系统和区间直觉模糊信息系统,建立基于距离的粗糙集模型,并给出该模型两种约简-上下近似约简的定义.通过构造分辨函数,设计距离直觉模糊粗糙模型的知识约简及规则提取算法.最后将距离直觉模糊粗糙模型应用于信息系统安全审计风险判断,这不仅可为从直觉模糊和区间直觉模糊信息系统中获取知识提供一种粗糙集方法,而且还为信息系统安全审计风险的有效判断提供决策支持.     

频谱采样技术及其在四维跟踪系统中的应用

根据脉冲串的匹配滤波和相参积累技术,推导窄带滤波器实现匹配滤波的原理,提出一种新颖的通过频谱采样技术实现匹配滤波和相参积累的方法,克服了窄带滤波器很难实现完全匹配滤波的缺点,并在此基础上给出一种实用的脉冲串匹配滤波器,即在窄带滤波器后级联频谱采样.在四维跟踪系统中提出一种应用频谱采样技术的新颖的中频误差提取方法,能为车栽雷达节省大量空间.阐述了频谱采样的工程实现.通过工程实践验证,频谱采样技术和中频误差提取方法有效并具有很大的应用价值.     

智能决策系统及其在飞控系统设计中的应用

为使飞控系统的设计更加省时省力,将智能决策支持系统引入到飞控系统中。通过智能决策系统来管理飞机的数据库、模型库、控制方法等,并在知识库中应用智能算法来决策飞机的最优控制规律。在智能决策算法的开发中,采用基于踏脚石迁移模型的分布式遗传算法,将种群划分为若干子群,各子群并行地进行遗传进化,并通过迁移算子进行各子群的信息互换;在编码过程中,采用伪码与实码相互转换的编码方式,大大减少了编码的工作量。仿真结果表明,基于踏脚石迁移模型的分布式遗传决策算法能快速并有效地应用于控制系统设计中。     

组合预测法的改进及其在负荷预测中的应用

阐述了传统组合预测方法的基本原理,并从理论上论证了组合预测方法相对于单一预测模型的优越性。在此基础上,总结了组合预测方法的具体步骤,对组合预测方法基于最小二乘法的最优权重确定方法进行了改进,提出了一种新的基于BP神经网络模型的最优权重确定方法。最后将改进后的组合预测方法应用于电力系统短期负荷的预测中。通过分析和比较,验证了该方法的有效性。     

二维广义系统Roesser模型局部能达和局部能控性

研究了二维广义系统Roesser模型的性质,推导出了该系统的状态响应公式.给出了其在矩形区域上局部能达和局部能控的充分必要条件.同时,利用二维Z变换理论,给出了二维广义系统Roesser模型局部能达和局部能控的等价定义,并得出该模型相应的局部能达和局部能控的新的充分必要条件.     

Global stabilizing controller design for linear time-varying systems and its application on BTT missiles

A parametric method for the gain-scheduled controller design of a linear time-varying system is given. According to the proposed scheduling method, the performance between adjacent characteristic points is preserved by the invariant eigenvalues and the gradually varying eigenvectors. A sufficient stability criterion is given by constructing a series of Lyapunov functions based on the selected discrete characteristic points. An important contribution is that it provides a simple and feasible approach for the design of gain-scheduled controllers for linear time-varying systems, which can guarantee both the global stability and the desired closed-loop performance of the resulted system. The method is applied to the design of a BTT missile autopilot and the simulation results show that the method is superior to the traditional one in sense of either global stability or system performance.     

Upper and lower bounds on PMEPR in OFDM systems and application

Upper and lower bounds on peak-to-mean envelope power ratio (PMEPR) in OFDM systems are derived in this paper. The derivation results show that the upper bound on PMEPR only depends on the aperiodic autocorrelation functions of the data sequences and is quite useful for rapid elimination of sequences that have PMEPR exceeding a given threshold. According to the lower bound on PMEPR,it has a great change as N (number of subcarriers) varies only for a very small N. For a 16-subcarrier BPSK-OFDM system, a selective mapping (SLM) way to reduce PMEPR is investigated with the upper bound on PMEPR and the distribution of PMEPR for all possible message sequences is given. The analytic results show that the maximal PMEPR is about 6.5 dB which is 5.5 dB less than that in worst situation.     

模糊层次分析法及其在设计方案选优中的应用

针对复杂系统设计时存在多种备选方案选择的问题,提出一种基于模糊层次分析法(fuzzy analytichierarchy process,FAHP)的多目标决策问题的解决方案。介绍了FAHP的基本原理及其数学模型的建立,给出了模糊互补判断矩阵的建立方法、权重公式及判断矩阵的一致性检验方法。通过FAHP在某型垂直/短距起落飞行器备选方案选优排序中的应用实例分析,证明了该方法在系统方案选优中的优越性。     

Caveman网络及其在复杂网络熵分析中的应用

熵可以有效反映复杂系统内网络结构的异质性.针对熵指标在刻画网络全局异构上是否适用这一问题,目前仍缺少用以评测的基准网络.对此,在已有结构熵研究的基础上,提出一种Caveman网络构造及其演化规则,为网络复杂性的度量提供新的思路。通过数理分析和仿真实验验证该Caveman网络可以有效评测各类结构熵指标对其演化过程的敏感性,反映熵指标对网络复杂特征识别能力的差异。同时由于Caveman网络可以更好地探索信息空间和抵御攻击,将有助于设计鲁棒、高效的系统结构。