量子系统中基于李雅普诺夫稳定性理论的叠加态的制备

在量子系统中利用被控系统的本征值,构造用来进行坐标旋转的幺正矩阵．通过幺正变换操作抵消系统每个状态所具有的局部相位,并选择变换后的被控状态与目标态之间的误差作为李雅普诺夫函数．在此基础上,基于李雅普诺夫稳定性理论,在保证控制系统稳定的前提下进行控制律的设计,给出了系统状态制备所需控制的详细设计过程,并对结果进行了对比分析．最后,在一个自旋1／2粒子系统上,采用本文所提方法分别对目标态是本征态和叠加态的制备进行了系统仿真实验,并对系统状态演化时间与不同参数情况下控制值之间的关系进行了分析．     

离散模糊双线性系统的广义H2控制

针对离散模糊双线性系统的广义H2控制问题,基于分段李雅普诺夫稳定性理论,通过设计分段状态反馈控制器,得到了闭环分段模糊双线性系统广义H2稳定的充分条件,控制器的设计可以通过两步法把双线性矩阵不等式转化成求解一系列的线性矩阵不等式得到,数值仿真例子验证了这种控制器的设计方法的有效性和理论结果的正确性。     

广义双线性系统的镇定条件与变结构控制

利用李雅普诺夫方法给出了广义双线性系统的一个镇定条件,利用变结构控制方法给出了广义双线性系统的变结构控制器的设计方法,保证了闭环系统的渐近稳定。     

广义双线性系统的镇定条件与变结构控制

利用李雅普诺夫方法给出了广义双线性系统的一个镇定条件,利用变结构控制方法给出了广义双线性系统的变结构控制器的设计方法,保证了闭环系统的渐近稳定.     

非线性系统基于李雅普诺夫第一方法的控制律设计

研究了非线性连续系统线性化及稳定性判据,运用李雅普诺夫第一方法进行控制律设计的问题.首先根据均值定理对非线性系统在原点进行线性化;然后根据李雅普诺夫稳定性定理对原点线性化系统给出了稳定性判据;进而利用线性矩阵不等式方法设计了状态反馈控制律;最后通过数值仿真验证了所设计控制律的有效性.     

混合系统:回顾与展望

本文首先对混合系统的概念及研究背景进行了介绍,然后综述了混合系统的分析与设计,重点讨论了分析切换系统稳定性的统一李雅普诺夫函数法、多李雅普诺夫函数法,介绍了混合系统的最优控制、混合系统的验证与仿真.对混合系统未来的研究趋势进行了展望,并进一步指出混合系统研究的重要意义.     

现代控制中动态系统的稳定性分析

本文主要介绍了李雅普诺夫稳定性定理,李雅普诺夫李雅普谱夫稳定性理论不仅可以研究古典控制理论所能研究的线性定常系统．还可以研究古典控掉理论所不能研究的线性时变以及非线性系统。     

基于隐李雅普诺夫量子控制的量子纯态调控

已有研究结果表明,在封闭量子系统中,当被控系统满足强正则条件以及内部哈密顿量所有不同于目标态的本征态和目标态直接连接时,能够根据基于状态偏差的李雅普诺夫控制方法设计控制律使控制系统渐近稳定,但当被控系统不满足强正则或至少有一个本征态不和目标态连接时,被称为退化情况,情况将变的复杂.首先提出基于状态偏差的隐李雅普诺夫控制方法来解决这两种退化情况的收敛控制问题,将目标态从本征态拓展到了任意纯态.并且,所提出的方法也可以被用于控制退化情况下的多控制哈密顿量子系统.其次,研究了基于状态偏差和状态距离的隐李雅普诺夫控制方法的关系.最后,通过进行控制系统的数值仿真实验来验证提出的控制方法的正确性和有效性,并对基于状态偏差和状态距离的隐李雅普诺夫控制方法的控制效果进行对比.     

离散时间区间Ⅱ型模糊双线性系统的事件驱动控制

针对一类带有不确定参数的复杂非线性系统,利用离散时间区间Ⅱ型模糊双线性系统进行建模。首先,采用离散事件驱动控制,设计新颖的区间Ⅱ型模糊状态反馈控制器,利用输入滞后方法,闭环系统可转化为新的事件驱动区间Ⅱ型模糊双线性时滞系统;其次,基于李雅普诺夫稳定性理论,并运用先进的矩阵不等式方法,得到闭环系统渐近稳定的充分条件和控制器的设计方法,利用序列线性规划矩阵方法（SLPMM）可求解非线性最小化问题;最后,通过数值例子验证所得结论的有效性。     

一类离散时延线性切换系统的控制器设计

运用多李雅普诺夫函数方法研究了离散时延线性切换系统的镇定问题,给出了状态反馈控制器的设计方法;而后将该方法推广到基于状态观测器的离散时延切换系统控制器设计中。同时给出了求解文中双线性矩阵不等式（BMI）的巡回算法。最后通过一个仿真例子证明了设计方法的有效性。     

双线性系统状态反馈鲁棒控制的新方法

研究了存在扰动的一般双线性系统的非线性状态反馈控制方案及双线性系统进行状态反馈精确线性化的特点,结合线性系统鲁棒控制的研究成果及非线性系统输出稳定理论,给出了一种双线性不确定系统鲁棒控制的新方案,最后给出了设计示例。     

一类带有不确定项的多输入模糊双线性系统的鲁棒控制

对一类带有不确定项的多输入模糊双线性系统(M-I FBS)进行了稳定性分析及控制器设计.使用分布补偿算法(PDC)设计了模糊控制器,得到了带有不确定项的M-I FBS渐近稳定的充分条件.最后,仿真结果验证了推导的该条件的有效性.     

受扰动双线性离散系统的多目标最优控制

研究了双线性离散系统的多目标最优控制问题,给出了一种基于受扰动系统的两级最优控制算法.两级算法的下级用动态规划求解具有双线性二次型结构的辅助La-grangian 问题,上级通过迭代调整辅助Lagrangian问题中的参数向量,不断重复这个过程,直至从非劣解集中挑出最优解.最后,仿真实例证明了该算法的有效性.     

广义系统静态输出反馈控制的一个新方法

对广义系统提出了一种新的、简单的静态输出反馈控制器的设计方法.通过引入辅助矩阵变量,对含有Lyapunov矩阵和输出反馈控制器增益矩阵的双线性不等式进行解耦,并结合变量替换法将双线性不等式及包含Lyapunov矩阵的非严格不等式转化为线性矩阵不等式(LMI).利用这种方法,能够得到保证闭环广义系统容许性的LMI条件和静态输出反馈控制器.一个数值例子表明了所提方法的有效性.该方法很容易推广到正常系统的静态输出反馈控制.     

奇异摄动双线性系统的稳定化控制

本文对奇异摄动双线性系统,证明基于降阶系统的稳定化控制仍能保证原系统的稳定性,并在此基础上提出一种稳定化控制方案。设计不是直接对原降阶模型,而是对另一简化模型进行。可证明,基于这种简化模型的控制不影响原系统稳定性。另外对此简化模型(近乎双线性模型),本文还建议一种新的稳定化控制方法。所给方法的有效性,通过它对某一实际氨合成塔的绝热式反应床层的仿真研究,得到证实。     

基于时间最优控制的模糊控制优化方法

讨论了二次积分系统的时间最优控制．考虑到系统的鲁棒性和抗扰动能力，对其参数设计方法进行了改进．理论分析和仿真表明，这种基于时间最优控制的非线性设计方法具有很好的控制效果和鲁棒性，适用于一类二阶系统的控制．通过二阶系统的模糊控制和时间最优控制的对比发现，一类二阶系统或可近似为二阶系统的模糊控制实际上是对二阶系统最优控制的一种近似．在此基础上，指出了模糊控制规则设计中一种常见的错误，并提出了基于时间最优控制的模糊控制规则的制定和优化方法     

一类T-S模糊双线性关联大系统的鲁棒H_∞控制

针对一类带有外界扰动输入的模糊双线性关联大系统给出鲁棒H∞模糊控制方法.首先采用T-S模糊模型构建模糊双线性模型,然后利用模糊双线性模型逼近一类关联大系统,并根据Lyapunov方法和并行分布补偿算法设计模糊控制器,最后以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出在模糊控制器作用下系统满足H∞性能指标的充分条件.仿真例子验证了所提出模糊控制器的有效性和可行性.     

Optimal quantum measurement of finite-dimensional systems and coherent anti-Stokes Raman spectroscopy

Quantum measurement is a fundamental problem in quantum control theory and experiments.It can obtain unknown information of quantum systems,and can also change state of the systems inevitably.Both the outcome and back action could be used to control quantum systems.This paper presents recent research progress about optimal control of state transformation in finite-dimensional quantum systems by back action of non-selective quantum measurement,and optimal control of signal and background of CARS (coherent anti-Stokes Raman spectroscopy) by phase shaping technique.In measurement sequence control of finite-dimensional quantum systems,the necessary condition for critical points of the underlying state transformation objective is found to be a highly symmetric form as a chain of equalities,and analytical and numerical solutions in several cases are explored.In the CARS control,it is found that the maximal resonant signal and minimal background at a specific frequency can be achieved by shaping the probe pulse only while keeping pump and Stokes pulses in transform limited forms (TLFs).An arctan-type phase function is obtained for the probe pulse to simultaneously enhance the resonant signal and suppress the background.For broadband background elimination,we find that the optimal phase shaping scheme of probe pulse is quasi-time-delay while keeping the pump and Stokes pulses in TLFs.These conclusions could help design control strategies of quantum devices.     

Trajectory tracking control of quantum systems

For quantum state trajectory tracking of density matrix in Liouville equation of quantum systems,with the help of concept in quantum system control,one can apply unitary transformation both to controlled system and free-evolutionary target system such as to change the time-variant and non-stationary target system into a stationary state.Therefore,the quantum state trajectory tracking problem becomes a steering one.State steering control law of the system transformed is designed by means of the Lyapunov stability theorem.Finally,numerical simulation experiments are given for a five-level energy quantum system.The comparison analysis of original system’s trajectory tracking with other method illustrates the advantage in control time of the method proposed.     

大型电力系统特定信息结构下的最优控制

为达到对现代大型电网系统安全稳定控制的分散、协调与优化设计的目标 ,在信息结构概念及其引理的基础上将线性大系统分散控制的 Geromel- Bernussou设计方法扩展到特定的信息结构模式下 ,得到相应的最优控制问题的必要条件 ,即推广的 L evine- Athans方程组 ;应用“次最优程度”概念及其计算公式来讨论特定信息结构下的控制的优化程度 ;并以一个仿真算例说明了上述方法在电力系统中的应用 ,结果表明 ,信息结构对控制性能有着显著的影响 ,实际应用中应根据对象特点、性能要求和通信约束等选择适当的控制信息结构。