一类非线性系统基于观测器的自适应容错控制

研究了一类不确定非线性系统的自适应容错控制问题。在系统的非线性函数、外界扰动、建模不确定性以及未知故障输入的上界均未知的情况下,通过构造Lyapunov函数,基于鲁棒自适应观测器设计了新的自适应容错控制器,使得闭环系统渐近稳定。最后,通过仿真算例说明了本文方法的有效性和优越性。     

基于自适应Kalman滤波的智能电网假数据注入攻击检测EI北大核心CSCD

研究了一种针对智能电网中假数据注入攻击的有效检测方法.假数据注入攻击可以保持攻击前后残差基本不变,绕过传统的不良数据检测技术.首先基于电网模型,分析了假数据注入攻击的攻击特性,针对噪声统计特性未知且无迹Kalman滤波(Unscented Kalman filter,UKF)不稳定的现象,提出了自适应平方根无迹Kalman滤波改进算法.基于状态估计值,结合中心极限定理提出检测算法,并与欧几里得检测方法、巴氏系数检测方法进行比较.最后,仿真表明本文所提检测算法的优越性.     

水下信息物理系统探测–通信–控制一体化: 挑战与进展

水下信息物理系统是集计算、通信和控制于一体的水下智能系统, 包括水下探测与采集、通信与组网、控 制与决策等过程. 目前, 水下信息物理系统探测–通信–控制一体化理论体系尚处于构建之中, 相关研究正面临诸多 亟待解决的难题. 为此, 本文简述了水下信息物理系统的内涵与主要特征, 分析了水下探测–通信–控制一体化研究 面临的挑战与关键问题; 综述了水下立体探测、通信组网、协同控制等关键技术的研究进展; 对水下信息物理系统 探测–通信–控制一体化未来值得深入探究的研究方向进行了总结与展望.     

多智能体最优持久编队动态生成与控制

研究了多智能体系统中最优持久编队生成算法,并根据对应的通信拓扑设计了最优持久编队的运动控制算法.首先,提出了基础圈概念,通过有向增加顶点操作,研究了基础圈为三角形或包含部分四边形的最优持久编队的分布式生成算法;在此基础上,考虑到持久编队中单向通信邻居的状态信息,设计了基于距离的最优持久编队运动控制算法.最后,仿真研究验证了所提算法的有效性.     

多智能体系统最优持久编队自动生成

在最优刚性编队基础上,本文研究了多智能体系统的最优持久编队自动生成算法,所得算法能最大限度地减少维持编队结构稳定所需的信息交互量.首先,对于任意的最小刚性图.提出了缩减其范围的两种刚性逆操作;然后,设计了将包含于此两种操作中的无向边增加方向的规则,以使对应顶点的出度不大于2;并且在此基础上得到了任意最小持久图的生成算法,保证了最优持久编队的生成.最后,进行仿真研究,验证了提出算法的有效性.     

无线传感器网络拓扑三级分簇优化算法

针对大规模分布式传感器网络提出一种拓扑三级分簇结构优化算法. 通过引入传感器休眠模式, 并考虑到分簇数目较多的情况, 对多个簇头节点采用生成最小刚性图的方法进行拓扑优化, 以实现传感器网络整体能量均衡,使传感器网络具有较好的连通性和鲁棒性. 仿真实验表明, 与已有相关算法相比, 采用所提出的算法可使网络延缓出现节点死亡现象, 有利于实现网络负载均衡, 并且网络中节点整体存活时间较长, 从而延长网络的生命周期.

     

基于网络控制的航空器动力系统的容错控制

研究了基于网络控制的航空器时变时滞横向动力学系统的容错控制问题.利用Lyapunov稳定性方法和LMI技术,综合网络的特点采用鲁棒完整性方法设计了针时执行器失效的容错控制器.首先给出了航空器横向动力学系统的时滞线性化一般模型,考虑到网络控制系统的运行特点以及网络中的诱导时延和数据包丢失现象,采用一种分段常值的控制器,设...     

基于最优刚性图的能量有效分布式拓扑控制算法

针对现有无线传感器网络拓扑控制算法无法平衡各节点能量消耗的问题,基于最优刚性图提出了一种具有平衡负载特性的能量有效分布式拓扑控制算法。算法引入综合反映能量消耗及剩余能量两方面因素的链路权值函数,能够根据当前节点剩余能量实时地动态优化拓扑结构,从而有效地平衡网络节点的能量消耗。从理论上证明了优化后的拓扑是2?连通的而且具有稀疏性;同时优化后拓扑中各节点的平均度趋于4。仿真结果表明,与其他算法相比,该算法能够有效地平衡各节点的能量消耗,进而延长网络生命期。     

具有包丢失和时延的网络控制系统的随机稳定性

考虑了具有包丢失和网络诱导时延的网络控制系统的随机稳定性。首先通过引入等价时延的概念来描述数据包丢失的数目、网络诱导时延与采样周期大小之间的关系。然后将网络控制系统建模为离散时间跳变系统,其等价时延由Markov链控制。最后用线性矩阵不等式和随机稳定理论给出所得系统随机稳定的充分条件和动态的状态反馈控制器。数值算例验证了该方法的有效性和优越性。     

非线性时滞系统的鲁棒完整性容错控制

基于观测器方法，研究了一类具有状态滞后和不确定性的非线性系统的鲁棒完整性容错控制问题。非线性函数满足Lipschitz条件。利用Lyapunov稳定性理论，针对传感器发生故障情况，提出了系统渐近稳定的充分条件和相应的鲁棒完整性容错控制器的设计方法。结果以LMI形式给出，易于求解。最后的数值算例和仿真结果证明了该方法的有效性。