分布参数切换系统的建模及仿真方法

讨论分布参数切换系统的建模与仿真问题.运用算子半群理论建立了分布参数切换系统的发展方程模型,并设计了系统仿真的方法.对于切换律与系统状态相关时切换律难以得出数值解的情况,运用广义正交多项式求出系统的逼近切换律,进而完成系统的仿真.最后,通过两个仿真实例,验证文中提出方法的可行性和有效性.     

描述居民家庭财产演化的一个分布参数系统模型

本文通过研究居民家庭财产分布与家庭收入分布的关系，建立了一个描述家庭财产演化规律的分布参数。该模型可以刻划财富在整个社会中的动态分布。最后给出了它在社会发展规划和消费需求预测中的两个应用。     

动态多项式分布模型及Bayes预测

给出了观测值服从多项式分布的动态多项式分布模型, 并在自然参数Ｂｔ 与状态参数θｔ之间满足ｆ（Ｂｔ） ＝ Ｆ′ｔθｔ 的假设下, 利用共轭分布给出了动态多项式分布模型的修正递推及其预测     

经济管理中一类时变分布参数系统模型妥的结构

本文基于文献「１」中关于时变双曲型发展方程的理论，针对经济管理中经常遇到的一类时变分布参数系统模型，证明了此类分布参数系统存在唯一的Ｙ－值解，并给出了用发展算子的卷积表示的系统的解，为把该系统化为相应的集中参数系统奠定了理论基础。     

具有控制时滞的不确定分布参数系统迭代学习控制

研究了具有控制时滞的不确定线性分布参数系统的迭代学习控制问题,允许系统在迭代过程中初始状态值存在一定偏差。提出了基于时滞已知的P型迭代学习控制算法,给出了其L²范数收敛的充分条件,并利用Green公式、以及Gronwall-Bellman不等式等从理论上进行收敛性证明。数值例子验证了该算法的有效性。     

广义不确定分布参数系统变结构控制

研究了一类广义不确定分布参数系统的综合问题,由广义不确定分布参数系统的特点,直接给出了变结构控制的设计方法。设计过程简单,控制易于实现,且给出了实例     

一类热工过程分布参数模型的PID控制仿真研究

分布参数系统普遍存在于热工过程中,PID是普遍采用的控制方法,因此有必要研究分布参数对象的PID控制问题。一般的PID控制器设计方法需要将分布参数模型简化为集总参数模型并降阶,这样就引入了模型误差;基于遗传算法的PID控制器优化设计方法(GAOPT)不受模型限制,可以直接基于分布参数模型进行控制器设计。利用GAOPT方法设计了一类分布参数模型的PID控制器。仿真结果表明,GAOPT方法比常规方法可以获得在超调量、调节时间、ITAE和性能鲁棒性等指标上都较优的控制效果;同时,基于分布参数模型的控制器比基于近似模型的控制器的控制效果有明显改善。     

基于T-S模型的非线性系统离散时间滑模控制

基于T-S模糊模型,讨论了一类非线性离散时间系统的控制问题。采用T-S模糊模型来描述非线性系统的动态模型,再将非线性系统的全局T-S模糊模型转化为线性不确定系统的模型。这样复杂的非线性系统的稳定问题就转化为线性不确定系统的鲁棒镇定问题。采用离散时间滑模控制方法实现线性不确定系统的鲁棒镇定。利用用线性矩阵不等式技术设计稳定的滑动模面,以降低非匹配不确定对系统的影响。给出了线性矩阵不等式形式的稳定滑动模面存在的充分条件。此外还给出了滑模控制律的设计方法。所给设计方法可保证系统鲁棒镇定,并且在滑动模面附近的抖振可明显减弱。最后,给出了truck-trailer的仿真算例,证明了所给方法的可行性和有效性。     

二次时变参数离散灰色模型

本文基于离散灰色模型模拟值增长率恒定的原因,通过引入二次时间项来构造了 二次时变参数离散灰色模型(quadratic time-varying parameters discrete grey model,简称为QDGM(1,1)模型).并且研究了该模型的性质.结果说明, QDGM(1,1)模型具 有白指数规律重合性,线性规律重合性,二次规律重合性,伸缩变换一致性.应用最优化方法研究QDGM(1,1)模型迭代基值问题,建立优化模型并提出求解算法.最后叙述了应用 QDGM(1,1)模型建模和预测的步骤,并通过实例比较了QDGM(1,1)模型与原离散灰色 模型及其非齐次离散模型和线性时变参数离散灰色模型的预测能力,最终结果表明本文 提出的QDGM(1,1)模型具有更高的模拟和预测精度.     

基于T-S模型的非线性系统的迭代学习控制

针对T-s模糊系统的轨迹跟踪控制问题,提出了基于正交多项式的迭代学习算法.该方法首先推导了T-S模糊全局系统的等价系统,然后利用正交多项式级数展开技术和其积分运算矩阵,将等价系统的微分方程转化为代数方程.在此基础上,用迭代学习的方式来修正输入量的正交多项式系数.所得算法对于具有任意相对阶的非线性系统,可用输出误差信号本身来构造学习律.仿真实例表明了新算法的有效性.     

Predictive control for mechanical system with backlash based on hybrid model

The mechanical system with backlash is distinguished between a “backlash mode” and a “contact mode”. The inherent switching between the two operating modes makes the system a prime example of hybrid system. For eliminating the bad effect of backlash, a piecewise affine (PWA) model of the mechanical servo system with backlash is built. The optimal control of constrained PWA system is obtained by taking advantage of model predictive control (MPC) method, and the explicit solution of MPC in a look-up table form is figured out by combining the dynamic programming and multi-parametric quadratic programming, thereby establishing an explicit hybrid model predictive controller. Furthermore, a piecewise quadratic (PWQ) function for guaranteeing the stability of closed-loop control is found by formulating the search of PWQ function as a semi-definite programming problem. In the tracking experiments, it is demonstrated that the explicit hybrid model predictive controller has a good traction control effect on the mechanical system with backlash. The error meets the demands of real system. Further, compared to the direct on-line computation, the computation burden is reduced by the explicit solution, thereby being suitable for real-time control of system with short sampling time.     

一类分布参数混合系统的稳定性分析

将混合系统推广到分布参数环境下,提出分布参数混合系统的概念.基于混合系统和分布参数系统的建模方法,建立了一类分布参数混合系统的模型,并对其稳定性进行分析.运用算子半群理论以及混合系统的五元组描述法及其稳定性关系比较理论的结论,通过选择适当的映射,将分布参数混合系统的的稳定性问题转化为集中参数下混合系统稳定性问题,进而得出了一致渐近稳定的充分条件并加以证明.仿真实例验证了文中结论的正确性.     

一类具输入时滞的分布参数系统移动控制

基于移动传感器/执行器网络,研究了一类具有输入时滞的分布参数系统稳定性控制问题。利用抽象发展方程理论、算子半群理论和Lyapunov稳定性定理,设计系统的反馈控制器;再结合移动传感器/执行器的动力学行为,设计其控制力。证明了在反馈控制器和控制力的作用下,分布参数系统在具输入时滞情况下是渐近稳定的。通过数值仿真实验表明,不同的输入时滞,对系统的稳定效果有一定的影响,但在控制力的作用下,系统都能趋于稳态,说明本文中对于具有输入时滞的分布参数系统的控制策略是有效的。     

一类具输入时滞的分布参数系统移动控制

基于移动传感器/执行器网络,研究了一类具有输入时滞的分布参数系统稳定性控制问题。利用抽象发展方程理论、算子半群理论和Lyapunov稳定性定理,设计系统的反馈控制器;再结合移动传感器/执行器的动力学行为,设计其控制力。证明了在反馈控制器和控制力的作用下,分布参数系统在具输入时滞情况下是渐近稳定的。通过数值仿真实验表明,不同的输入时滞,对系统的稳定效果有一定的影响,但在控制力的作用下,系统都能趋于稳态,说明本文中对于具有输入时滞的分布参数系统的控制策略是有效的。     

Robust model predictive control of continuous uncertain systems*

The authors concern robust model predictive control for linear continuous systems with polytopic uncertainties and input constraints. At each sampling time, a piecewise constant control sequence is obtained by solving a set of linear matrix inequalities. The sufficient conditions on the existence of the model predictive control are given, and the robust stability of the closed-loop systems is guaranteed. A simulation example illustrates the efficiency of the proposed method.     

具有饱和执行器跳变系统的鲁棒模型预测控制

针对一类具有饱和执行器的不确定离散Markov跳变系统,提出鲁棒模型预测控制器设计方法。为便于工程应用,考虑被控跳变系统各模态下的动态系统参数以及各模态间的跳变转移模态均存在不确定性的情形,这些不确定性均以凸多面体的形式给出。预测控制器的求解通过在每一个采样时刻优化无穷时域的最坏二次性能指标实现,该预测控制序列在每个采样时刻表现为具有饱和特性的状态反馈控制律,从而使得所形成的闭环系统鲁棒均方稳定。为方便求解,将控制器的求解转化为以线性矩阵不等式形式给出的正半定规划(SDP)问题。数值示例验证了所提方法的有效性。     

网络控制系统时延的预测控制补偿方法

针对网络控制系统的时延问题,提出一种补偿方法。对于反馈通道,时延是已存在的,可以进行测量,这部分时延通过预测控制算法进行补偿。前向通道的时延对于控制器是未发生的,是不可知的,为此在系统输出端和前向通道间附加一个控制补偿环节以减小前向通道时延的影响。该方法简单可行,实时性强,便于工程应用。最后分析了系统的稳定性并通过仿真实验表明该策略的有效性,保证了网络控制系统的良好性能。     

分布式模型预测控制方法的研究

对分布式模型预测控制的相关领域进行评述,从应用角度对分布式模型预测控制进行分类,分析了模型结构的分解方法,控制问题分解及各控制子问题的求解方法,以及各控制器之问如何交换信息以取得最优解.概述了不同分布式模型预测控制策略的系统分析成果,对现有研究的不足进行了评述,提出了分布式模型预测控制算法的进一步发展方向.     

New type of adaptive control for a class of distributed time-delay systems with adaptation regard to delay parameter

The problem on stabilization for the system with distributed delays is researched. The distributed time-delay under consideration is assumed to be a constant time-delay, but not known exactly. A design method is proposed for a memory proportional and integral (PI) feedback controller with adaptation to distributed time-delay. The feedback controller with memory simultaneously contains the current state and the past distributedinformation of the addressed systems. The design for adaptation law to distributed delay is very concise. The controller can be derived by solving a set of linear matrix inequalities (LMIs). Two numerical examples are given to illustrate the effectiveness of the design method.