一类混杂系统的推广自动机模型及其仿真

通过分析混杂系统的特点,以混杂系统自动机建模理论为基础,结合一种特殊的并行投影结构（Projection Construct）,提出了针对混杂系统的推广自动机模型。该模型着眼于连续状态空间的划分。并行投影结构有效的处理了离散事件动态子系统和连续变量动态子系统之间的接口问题。该方法获得的混杂系统模型由图形的方式表示,简单直观。最后用两个实例介绍了推广自动机模型的建模过程,并借助Matlab环境中的Stateflow工具箱,对模型进行了仿真,结果表明该模型能够很好地解决混杂系统中离散部分和连续部分的同步协调问题。     

一类切换系统的降阶输出反馈滑模控制

研究了一类含有非线性扰动切换系统的鲁棒镇定问题.基于滑模控制技术,提出了降阶输出反馈鲁棒控制策略,给出了系统的滑动模态可达条件,同时设计了该条件下各子系统的输出反馈滑模控制器,并根据李雅普诺夫函数和状态增益给出了离散切换策略,确保闭环切换系统是渐近稳定的.通过数值仿真验证了设计方法的有效性.     

混杂系统粒子滤波混合状态估计及故障诊断算法

混杂系统同时包含连续动态特性和离散动态特性,并且两种动态相互作用,使其故障诊断变得更加困难。针对此问题,提出了一种混合系统粒子滤波混合状态估计及故障诊断算法,提高了现有方法的适用范围和诊断效率。针对混杂系统受控迁移、自治迁移和随机迁移等特点,首先利用随机混杂自动机对系统离散状态(包括故障)和连续状态进行统一建模,重点对现有基于扩展卡尔曼粒子滤波的连续估计算法进行改进,支持利用在线监测数据来估计混杂系统各类迁移产生的各种离散和连续状态,最后根据离散状态估计结果快速实现故障诊断。通过对典型非线性混杂系统的故障诊断,证明了该方法的有效性。     

一类模糊跳变系统的采样控制器设计

针对含有马尔可夫跳变参数的模糊系统,采用多李亚普诺夫函数方法,设计采样控制器,保证模糊跳变系统指数均方稳定和随机稳定。为便于工程应用,考虑到控制系统多为数字控制系统,计算机的输入、输出控制信号是数字信号,而被控对象常为连续时间系统,文中采用离散的控制器控制连续的被控对象。系统模型中的每个跳变模态对应的子系统均是T-S模糊系统,对每个模糊子系统采用平行分布补偿的控制方法,保证子系统渐近稳定。控制器的求解等效为线性矩阵不等式的可解性问题,便于求解。数值仿真结果验证了方法的可行性和有效性。     

非匹配不确定非线性系统的变结构控制器设计

考虑一类非匹配不确定非线性系统的变结构控制器设计问题。通过引入适当的坐标变换 ,将非匹配不确定非线性系统描述成两个串联子系统。第一个子系统与控制变量没有直接联系 ,将第二个子系统的状态变量当作虚拟控制量。在考虑所有不确定性的前提下 ,通过求解代数Riccati方程 ,构造非匹配不确定子系统的切换函数 ,由滑模运动可达条件 ,设计整个系统的变结构控制器 ,并根据系统的运行情况在线估计不确定项的参数 ,设计一种自适应变结构控制器。仿真结果表明 ,该方法是有效的。     

变采样周期网络控制系统的非脆弱保性能控制

研究了一类具有随机时延和控制器增益扰动的非线性网络控制系统的非脆弱保性能控制问题。基于变采样周期的方法,将网络控制系统建模为非线性Markov跳变系统。利用Lyapunov稳定性理论,给出了保证整个闭环系统均方随机渐近稳定的充分条件。通过线性矩阵不等式的方法,设计了一种非脆弱状态反馈控制器,在该控制器的作用下,闭环系统的能量函数值不超过一个规定的上界。仿真算例说明了所提方法的有效性。     

基于状态依赖Riccati方程的复合控制导弹自动驾驶仪设计

针对直接侧向力与气动力复合控制拦截导弹的非线性控制问题,设计了基于状态依赖Riccati方程的自动驾驶仪。根据俯仰和偏航通道的非线性动力学模型,通过扩展线性化将其转化为具有状态依赖参数的类线性结构,并针对该类线性结构设计了基于状态依赖Riccati方程的加速度指令跟踪控制器。考虑到直接侧向力由脉冲发动机提供时具有离散特性,分析了实际控制量不能达到理想值时系统的非线性容限,给出闭环系统保持局部渐近稳定的充分条件。仿真实例验证了这种设计策略的有效性。     

一类大型互联非线性时滞系统的鲁棒控制

对一类大型互联非线性不确定时滞系统进行了分散状态反馈控制设计。通过子系统状态的线性变换,得到分散状态反馈控制律。当状态反馈控制律作用于该系统时,闭环系统是全局一致渐近稳定的,且控制器的设计无需解任何的矩阵不等式,并给出仿真算例说明该结论的可行性和有效性。     

混沌系统的一种新型模糊控制方法

基于T-S模糊动态模型,针对气象学中的Lorenz混沌系统设计出一种新型的模糊控制器和模糊观测器,均采用分段Lyapunov函数法进行设计,即对每一个子系统选一个Lyapunov函数,系统总的Lyapunov函数为各个子系统的加权和。避免了并行分配补偿法(PDC)中求解公共正定矩阵P的困难,进一步减少了设计中的保守性,扩大了解的范围。并就其稳定性问题进行了研究。得出了系统全局渐近稳定的条件。模糊观测器的设计解决了系统状态不能直接测量的问题。通过对Lorenz混沌系统的仿真,证明了该方法的有效性。该方案也适合其他类型的非线性系统,有实际应用价值。     

多输入离散时滞系统的保性能变结构控制

针对多输入离散时滞系统,给出了一个保性能滑模变结构控制设计方法.首先利用状态变换将离散时滞系统化成为无时滞的离散系统形式,然后用线性矩阵不等式和保性能控制求解出切换函数的设计参数.该方法不仅既保证了滑动模态渐近稳定,又使得给出的性能指标有界.另外给出了一个新的变结构控制律设计方法,可以有效的抑止了滑动模态的抖振,克服了常规方法系统状态不能渐近到达原点的缺点.仿真结果表明了方法的有效性.     

Finite time stability and stabilization of hybrid dynamic systems

Finite time stability and stabilization are studied for hybrid dynamic systems. By combining multiple Lyapunov function and finite time Lyapunov function, a sufficient condition of finite time stability is given for the system. Compared with the previous works, our results have less conservativeness. Furthermore, based on the state partition of continuous and resetting parts of system, a hybrid feedback controller is constructed, which stabilizes the closed-loop systems in finite time. Finally, a numerical example is provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

Impulsive controller design for nonlinear networked control systems with time delay and packet dropouts

The globally exponential stability of nonlinear impulsive networked control systems(NINCS) with time delay and packet dropouts is investigated.By applying Lyapunov function theory,sufficient conditions on the global exponential stability are derived by introducing a comparison system and estimating the corresponding Cauchy matrix.An impulsive controller is explicitly designed to achieve exponential stability and ensure state converge with a given decay rate for the system.The Lorenz oscillator system is presented as a numerical example to illustrate the theoretical results and effectiveness of the proposed controller design procedure.     

Componentwise Asymptotic Stability of Continuous-Time Interval Systems

A special type of asymptotic (exponential) stability, namely componentwise asymptotic (exponential) stability for the continuous-time interval system is investigated. A set-valued map that represents the constraint of the state of the system is defined. And, by applying the viability theory of differential equation, sufficient and necessary conditions for the componentwise asymptotical (exponential) stability of this kind of systems are given.     

关于一类线性时不变切换系统的脉冲控制

针对一类线性时不变脉冲切换系统,利用Lyapunov函数导出了一种有效的控制方法.首先,建立了这类系统在任意切换率下稳定与渐近稳定的充分条件;然后,给出了这类系统在设定的切换率下指数稳定的判别准则;最后,给出了一个数值例子及仿真来阐明结论的正确性.     

A Hybrid Formal Description Method Based on FSM,CSP and ADT for Communication Protocol

1.INTRODVCTIOWWiththedevelopmentofcomputernetworksandthedistributionofcomputersystems,thecomplexityandvarietyofcommunicationprotocolsandserviceshavebeengreatlyincreasedandsohavetheneedsofformaltechniquesforspecifying,validating,implementingandtestingprotocols.Moreattentionhasbeenfocusedonthissubjectofdevelopingformalmethodswhichaidtheprocessofprotocoldesign,andmuchworkontheformaltechniquesandtheiruseforprotocoldesign,implementationandtestinghasbeenp.erformedinrecentyears(SeeTable1)[2,31.T…     

Backstepping tracking control for nonlinear time-delay systems

1. INTRODUCTION The presence of time delay has a significant effect on system performance and destroys the stability of closed-loop system[1]. Therefore, the study on time-delay systems has important practical significance. Recen- tly,considerable progress has been made in this field[1~10]. According to the dependency of the designed contr-oller depends on the time delay, the control approa-ches for time-delay systems can be classified into two categories: delay-dependent[2~3,10] and dela…     

基于有限单元的贝叶斯滤波估计算法

现代工程系统具有较强的非线性特性,针对这类非线性系统的状态估计问题,提出基于有限单元的贝叶斯原理估计的非线性滤波方法。采用有限单元法逼近系统状态的先验概率解,即前向Kolmogorov方程的解,通过贝叶斯估计得到状态的后验信息。将其方法应用到惯性/地形组合导航系统中,仿真结果表明该方法的可行性。     

一类非线性系统的终端滑模分解控制

针对一类非线性系统的稳定控制问题,提出了一种终端滑模分解控制器的设计方法.首先将整个系统分解成两个二阶子系统,设计两个子系统各自的终端滑模面;然后将一个子系统的控制目标嵌入到另一个子系统的控制目标中,用一个控制量使两个子系统在有限时间内收敛至平衡点.该方法对于维数较高系统的控制具有较大意义,可简化设计.倒立摆的仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于非线性自适应观测器的故障诊断

将自适应控制的思想和状态观测器方法相结合研究了一类非线性控制系统的故障诊断问题。针对一类满足Lipschitz条件的带有未知参数的非线性系统,提出了一种非线性自适应状态观测器的设计方法,并将其应用到控制系统的故障诊断中。通过设置未知故障向量的自适应调整律,保证了状态观测器的渐近稳定。数字仿真证明了该方法的有效性,系统渐近稳定,状态向量和故障向量的估计值均趋近于实际值。