具有马氏跳拓扑复杂网络的有限时间同步

考虑一类带有部分未知转移率,以及含有内部时滞和耦合时滞的马氏跳复杂网络的有限时间同步问题.通过构造适当的随机Lyapunov-Krasovskii函数,利用有限时间稳定定理以及矩阵不等式得到保证该网络在一个确定时间内达到同步的判据.有限时间同步意味着可获得最佳收敛时间及较好的鲁棒性和抗干扰性.数值模拟验证了所得理论结果的有效性.     

污染环境中Leslie系统的收获模型

研究了人类收获与环境污染对Leslie资源-消费者模型中消费者种群的影响.对污染环境中的Leslie系统建立了有连续收获率的资源-消费者模型.利用比较原理,证明了当资源函数有界时,种群规模有界,当资源逐渐耗尽时,种群必在有限时间内绝灭,并给出了种群β-生存的条件.     

复杂动力学网络的有限时间外部同步

研究了两个耦合复杂动力学网络的有限时间外部同步问题。设计了连续的有限时间控制器,使两个网络能在有限时间内实现外部同步。利用微分方程的有限时间稳定性理论,得到了复杂动力学网络实现有限时间外部同步的充分条件。最后,数值模拟验证了理论结果的正确性,并通过数值模拟分析了控制参数对网络同步时间的影响。     

协同进化免疫记忆克隆算法

为提高免疫克隆算法的收敛性能,基于协调勘探和开采的思想,提出一种新型协同进化免疫记忆克隆算法.将整个进化种群分为免疫克隆种群和免疫记忆种群,将免疫克隆种群又分为2个子种群,在每个免疫克隆子种群内部采用协同竞争模式,动态更新种群规模,并采用适应度共享、动态变异机制和浓度调节机制的克隆扩增以增加种群多样性;在免疫记忆种群中采用混沌精细搜索以及精英交叉机制,提高免疫记忆种群的开采能力.利用基准测试函数进行仿真并与相关方法对比分析,所提出的算法收敛效果优越,能有效地提高全局收敛性能.     

非线性弱耦合方程组广义解的单调迭代法

通过Galerkin方法、勒贝格控制收敛定理、Gronwall不等式及广义上下解方法给出一类非线性抛物—常微弱耦合方程组混合问题广义解的单调迭代法;对所得理论作了推广;并利用该理论分析了大熊猫—竹子种群的相互依存关系.     

求解管内非耦合湍流流动对流换热系数的有限元差分法

给出了基于有限差分理论的一种数值方法,可用以计算非耦合湍流管内流动及其对流换热状况。数值计算结果收敛,和实验结果相基本符,证实了该方法的可行性。／     

空天飞行器姿态直接力/气动力复合控制

针对空天飞行器再入段姿态控制问题,根据神经网络、滑模控制理论和控制分配技术,提出了一种有限时间复合控制策略。首先,根据空天飞行器再入段姿态模型设计了一种有限时间收敛的神经网络滑模控制器,得到使姿态角误差有限时间收敛的虚拟控制力矩。其次,采用控制分配技术将期望控制力矩映射到气动舵面和反推力系统。最后,通过对直接力/气动力复合控制的空天飞行器的仿真研究,验证了所提出复合控制策略的有效性。     

车辆路径问题的改进遗传算法研究

车辆路径问题(VRP)是现代物流管理中的重要环节,是一个NP-hard问题。标准遗传算法用于最优化问题时存在早熟收敛和收敛速度缓慢的特点。本文提出一种改进的多种群遗传算法,在子种群间引入竞争,设定各个子种群的规模取决于各个子种群的平均适应水平。实验结果表明,该算法能有效求得车辆路径问题的优化解,是求解车辆路径问题的一个有效方案。     

时滞复杂动态网络的有限时间随机广义外部同步

基于有限时间控制技术以及开环控制技术,研究具有噪声干扰的时滞复杂动态网络的有限时间广义外部同步问题。设计新的有限时间控制器,利用随机微分方程的稳定性理论得到网络实现有限时间随机广义外部同步的充分条件。研究表明:设计的控制器对于噪声干扰具有较强的鲁棒性,且网络同步时间与控制强度密切相关。在其他条件不变的情况下,网络同步时间随着控制强度的增大而减小。数值模拟中分别选择R(¨overo)ssler-like系统和Hindmarsh-Rose系统作为驱动网络与响应网络的节点动力学,给出了网络同步误差和总同步误差的演化轨迹。数值模拟结果验证了理论结果的有效性与可行性。     

车辆路径问题的改进遗传算法研究

车辆路径问题(VRP)是现代物流管理中的重要环节,是一个NP-hard问题.标准遗传算法用于最优化问题时存在早熟收敛和收敛速度缓慢的特点.本文提出一种改进的多种群遗传算法,在子种群间引入竞争,设定各个子种群的规模取决于各个子种群的平均适应水平.实验结果表明,该算法能有效求得车辆路径问题的优化解,是求解车辆路径问题的一个有效方案.     

控制力矩受限的卫星姿态有限时间鲁棒控制算法

为了解决在卫星姿态控制问题中经典滑模控制器所存在的收敛速度慢、指数收敛的缺陷,同时为增强控制器对外部干扰与系统不确定性的鲁棒性,提出了一种对系统模型具有鲁棒性的快速收敛有限时间控制算法.针对传统滑模面角速度下降过快导致的收敛速率慢的缺陷,基于Lyapunov方法设计了一种具有三段式结构的有限时间滑模面,提升收敛速率并保证稳态精度,同时利用欧拉轴的特性消除有限时间控制中的奇异性问题;通过引入符号函数项,解决系统转动惯量的不确定性与外部干扰力矩问题;通过放缩控制律中的比例项解决控制力矩受限的问题;通过Lyapunov函数证明本文提出的控制律的有限时间稳定性,同时给出系统收敛的时间估计.理论分析与仿真结果均表明,提出的控制算法能够在大幅提升收敛速率的同时保证稳态精度.同时也表明了提升系统性态的关键是规划姿态角速度,即通过合理设计滑模面与期望角速度曲线可以实现提升系统收敛速率与鲁棒性的目的.     

基于反馈控制策略的多智能体蜂拥控制

讨论一类带有虚拟领导者的二阶多智能体蜂拥问题. 为了避免群体的分裂, 提出对虚拟领导者进行反馈控制的蜂拥算法.假设多智能体系统中有部分数量固定的跟随者和领导者之间建立通信链路,领导者在沿着预设轨迹运动的同时, 根据此部分跟随者的状态反馈调节自身的运行速度,减小跟随者和领导者之间的跟随误差.利用该算法,即使只有部分的跟随者能够获得虚拟领导者信息,所有的跟随者的速度仍将渐近收敛到虚拟领导者的速度,跟随虚拟领导者的运行轨迹运行,最终形成稳定的群集运动.仿真了多智能体在平面上的蜂拥运动,仿真结果验证了结论的有效性.     

一种有攻击角约束的三维有限时间导引律

为解决目标加速度信息未知且存在攻击角约束的三维末端制导问题,提出一种基于非线性观测器的有限时间导引律,使得弹目视线角可在有限时间内收敛至期望攻击角.首先,提出一类非线性观测器,利用导引系统中易测量的位置和速度等信息来估计目标加速度,理论分析给出了观测器稳定的充分条件;然后,利用目标加速度估计值,基于有限时间稳定理论和滑模变结构控制理论设计一种有限时间导引控制律,使三维末端导引系统的弹目视线角可以在有限时间内收敛到期望攻击角.通过分析观测误差对导引系统有限时间特性的影响,表明该方法满足工程实践需求;最后,分别对加速度为匀变速和变加速的两类变速目标进行了数值仿真,并与传统比例导引法进行了对比,仿真结果验证了所提方法的可行性与有效性.研究表明,利用非线性观测器可以稳定地估计目标加速度信息,进而利用该观测器给出的目标加速度信息设计滑模变结构有限时间三维导引律,利用该方法可以有效地解决三维末端制导过程中存在目标加速度信息未知且存在攻击角约束的难题.     

多智能体网络的混杂建模与量化一致性

针对多智能体网络系统中普遍存在的拓扑变化、信息量化问题,综合考虑了状态量化和拓扑切换的影响.基于一种新的量化器构建了量化反馈作用下多智能体系统的混杂模型,并进一步分析了该混杂系统的有限时间收敛性,给出了一致收敛的时间下界.最后,对不同切换网络拓扑进行计算机仿真,验证所得结果的有效性.     

改进的粒子群优化算法及其在电磁装置优化设计中的应用

基于对鱼、鸟群体捕食行为和过程的深入分析与系统研究，文章提出了一种改进的粒子群全局优化算法。主要内容包括：提出了粒子群初始化新机制以提高算法的收敛性能；引入了重启策略以避免算法陷于局部极值点或死循环；设计了全新的速度与位置矢量调节算法以提高优化方法的全局寻优能力。为验证前述工作的有效性和正确性，应用本文提出的改进粒子群算法对典型的数学函数和TEAM Workshop问题22进行了分析和计算。计算结果表明：与原粒子群算法比较，本文算法的全局寻优能力明显提高。     

一类伊藤型广义随机系统的有限时间稳定性

目的研究一类具有伊藤（Ito^）型的广义随机系统分析与控制问题．方法广义系统有限时间稳定性概念,引入一个新的广义随机系统有限时间稳定性概念,它被定义为有限时间随机稳定性．利用伊藤微积分理论、随机控制理论、线性矩阵不等式等理论研究分析与控制问题．结果给出了伊藤型广义随机系统有限时间随机稳定的充分条件;并且在具有固定参数的严格线性矩阵不等式上,设计状态反馈控制器算法保证所得的闭环广义随机系统是有限时间随机稳定,同时给出相应的有限时间随机稳定的充分条件．结论所提出的方法能很好地解决随机干扰情况下,广义系统的有限时间稳定性问题,通过两个数值算例可以说明所提方法的有效性和可行性．     

活性炭纤维静电植绒工艺研究

利用静电植绒技术,制成具有空气净化性能的活性炭纤维静电植绒制品．将植入绒毛量作为统一的评价标准,通过改变极板电压、极板距离以及植绒时间等3个工艺参数,分析其对单位面积植入绒毛量的影响．实验结果表明,单位面积植入绒毛量随着极板电压和植绒时间的增加而增加,随着极板距离的增加而减少．     

刚体航天器有限时间输出反馈姿态跟踪控制

为提高航天器系统飞行可靠性,研究角速度信息不可测量的刚体航天器有限时间姿态跟踪控制,将姿态导数信息作为未知状态,设计基于改进自适应超螺旋滑模的状态观测器,避免未知状态导数上界需要已知的约束,将姿态运动方程进行扩维,在有限时间内实现对未知角速度估计.同时考虑环境干扰和模型不确定,设计新的有限时间干扰观测器,结合连续自适应方法实现对系统综合不确定上界的估计.在此基础上,基于终端滑模技术,设计有限时间连续姿态跟踪控制器,较好地减小了控制输入抖振,并采用Lyapunov理论证明了观测器和控制器的有限时间稳定性.最后仿真结果说明了所提方法的有效性.