基于虚拟结构的自适应翼肋分布式协调控制

针对具有非线性关联大系统特性的自适应翼肋,提出了一种分布式协调控制方法;以自适应翼肋的模糊关联模型为基础,定义了自适应翼肋的每个驱动单元的虚拟结构,设计了虚拟结构的协调控制器,协调控制器之间交换耦合信息并且包含了驱动单元跟踪情况反馈;基于仿射型模糊控制理论,设计了驱动单元的跟踪控制器;将虚拟结构和驱动单元的动力学模型联合构成增广系统,严格证明了系统的稳定性并推导获得控制器设计条件;对自适应翼肋跟踪期望翼型的情况和变形过渡过程的翼肋形状进行了仿真,结果表明自适应翼肋能够达到期望翼型,并且变形过渡过程翼肋形状平滑。     

变形翼微系统阵列的协调跟踪控制研究

研究了变形翼的微系统阵列的协调跟踪控制问题.为了增强微系统阵列的协调运动能力,设计了虚拟模型跟踪控制方法.针对在外部干扰作用下的微系统阵列,研究了分布式鲁棒跟踪控制律设计方法,得到线性矩阵不等式形式的控制律参数求解条件,解算方便.理论分析与仿真结果表明:所设计的控制律能够在有外部干扰的情况下,使系统渐近跟踪期望的形状,并具有协调控制能力,使变形翼在跟踪控制的过程中保持形状平滑.     

精馏过程的模糊无模型自适应协调控制方法

研究多变量协调控制问题,针对模型未知且具有强耦合特性的多输入多输出乙醇-水精馏过程,主副被控参数的控制要求不同,常规PID控制性能差,当出现显著的不可测干扰时,应协调相关的操纵变量,既保证关键参数不偏离期望值,又使得其它被控过程参数的波动较小。为了解决上述问题,提出了一类模糊无模型自适应协调控制方法。无模型自适应控制结构,通过充分利用过程控制参数的偏差和偏差变化率等信息,建立了主副控制参数不同控制目标的模糊规则,自适应地改变无模型自适应控制器的参数。该方法能够有效地协调乙醇-水精馏过程,达到主副被控参数的控制要求,扩展了无模型自适应控制方法的应用范围。过程实例研究验证了所提出技术方法的有效性。     

时延网络中 Euler-Lagrange 系统的分布式自适应协调控制

对一类含未知参数的Euler-Lagrange系统协调控制问题进行了研究, 提出了一种自适应控制算法. 该算法容许通信网络为最一般的伪强连通图, 并允许通信时延的存在. 对系统中领航者为静态和动态两种情况分别进行了研究, 设计了相应的控制器.研究结果表明,在仅有部分个体能够和领航者进行通信的情况下, 控制器能保证网络中其他个体最终和领航者趋于一致. 运用Lyapunov稳定性定理和Barbalat 定理等对自适应控制器的稳定性进行了证明,并利用数值仿真验证了算法的有效性.     

基于时延Petri网建模的主从自适应协调控制方法

为了保证城市道路"绿波带"的通行效率,合理协调主从道路的车流量,通过利用时延Petri网建模,提出了一种主从自适应协调控制方法。该方法可以根据干线主路口的车流量自动调整其相位时间,也可根据主路口的相位及车流量自动协调变换从路口的相位时间。通过案例分析,该方法可以有效实现主从路口的自适应协调控制,在保证绿波带畅通的同时,使通过支路的车辆数尽可能大,有助于提高交叉口的通行效率。     

分布式区域交通信号自适应控制

基于无模型自适应动态规划,提出一种新的交通信号控制算法,应用于区域多路口协调优化控制.在四交叉路口的仿真环境下对该控制算法进行验证,取得良好的优化效果.     

多目标优化的分布式调相机协调控制方法

为实现绿色可持续发展战略,我国正在大力推进电力的清洁发展和自主创新,以风电、光伏等新能源为主要特征,已建成并投运了数条特高压直流输电线路,提高了电能超远距离的传输效率,为国家建设提供了强有力的支撑。本文针对直流输电系统,提出了一种基于粒子群优化算法的分布式调相机优化配置策略,通过实验验证,其能很好地抑制系统暂态过电压现象。     

多智能体网络系统的自适应协调控制

为实现多智能体网络系统的协调控制,设计了一种新型的带有自适应协调器的控制器.基于动态图建立了多智能体网络系统的模型,并考虑了系统的非线性互联和不可避免存在的时变时滞.应用分布式控制策略,设计了自适应参数估计的协调器,用于调节智能体之间的互联强度,使网络达到稳定的预设水平.并基于Lyapunov-Kra-sovskii泛函和自适应动态偏差反馈控制技术,根据拉萨尔不变集原理证明了偏差控制系统的渐近收敛性.这种控制方法,可在系统参数不确定的情况下,同时完成参数估计和协调控制.所设计的控制律和自适应律简单,易于实现,仿真示例验证了所提方法的有效性.     

动态交通流建模及协调控制与优化策略

根据快速路交通流特性,建立主、辅路的动态交通流模型.根据不同的优化性能指标,确立相应的主、辅路协调优化策略,以便进一步开发实时控制算法进行优化控制.     

网络信息模式下分布式系统协调预测控制

工业系统中广泛存在一类由多个相互关联的子系统组成的大系统. 尽管分布式控制结构的性能没有集中式控制好,但由于其具有较高的灵活性和容错性,相对于集中控制更加适合控制上述系统.在保持容错性的情况下如何提高系统的整体性能是分布式控制的一个难点问题.本文提出了一种分布式预测控制(Distributed model predictive control, DMPC)方法,该方法通过在各子系统预测控制器的性能指标中加入输入变量对其下游子系统的影响的二次函数,来扩大分布式预测控制的协调度,进而在不增加网络连通度,不改变系统容错性的前提下,提高系统的性能.另外,本文给出了基于该协调策略的带输入约束的分布式预测控制器的设计方法,在初始可行的前提下,该方法相继可行并可保证系统渐近稳定.     

城市路网交通分散协调控制

针对城市路网交通系统规模大和非线性、不确定性强等特点，利用模糊神经网络设计了一种新的实时分散协调控制算法．把城市区域和市内快速公路作为一个路网大系统，子系统为路网中的各个交叉口；每个子系统都有一个模糊神经网络控制器，该控制器根据它自己和相邻子系统的交通流信息来动态管理相序及绿灯时间．控制器由3个模块组成：相序选择模块、绿灯判断模块和相位切换模块．控制器的控制目标是保持快速公路主线密度均衡和区域内各车辆平均延误时间最短．仿真研究表明，该算法能有效处理各种路网交通环境．     

一类互联机器人系统鲁棒分散自适应控制

研究一类存在模型不确定性和外部扰动的互联机器人系统的控制问题.控制器由一般线性控制器,线性自适应控制器和非线性自适应控制器综合构成.通过Lyapunov理论证明设计的鲁棒分散自适应控制器能够有效地克服不确定性对系统的影响,实现闭环系统的渐近轨迹跟踪控制.最后给出一个仿真例子进一步验证控制器的有效性.     

空间连接系统分布式并行滤波

给出了空间连接系统的一种分布式并行滤波算法．该算法的特点是利用多个计算单元对全部子系统的 状态同时进行估计．每个计算单元仅利用当前子系统的输出和相邻计算单元的估计结果,对当前子系统的状态进行 估计,并将结果传递给相邻计算单元．在线递推计算时,该算法在计算复杂度方面仅相当于单个子系统的卡尔曼滤 波．仿真结果表明,该算法的滤波精度十分接近最优的集总式卡尔曼滤波精度,二者的稳态滤波误差仅差5%．     

交通网络车流量的分布式协同优化方法研究

针对城市交通网络主干道车流量密度非连续特性,分析了交通网络车流量分段仿射模型.从最小化车流量延迟角度,给出了优化目标函数并进行凸分析.在此基础上,将城市交通网络系统描述为非完整性约束条件的非线性动态系统,利用反步法通过控制变量代换和状态转换将该系统转化为时变可控协同标准型的一般形式,并设计城市交通网络系统的分布式协同控制律.然后在城市主干道交通网络模型中,分别对协同分布式优化方法、定时控制、感应控制三种交通控制算法进行对比仿真分析,从仿真结果可以看出,本文所提出的协同分布式优化方法具有较好的性能,有效的降低了交通网络中车辆平均等待时间.     

一类非线性互联系统的间接自适应模糊滑模跟踪控制

基于模糊逻辑逼近原理,针对非线性动态未知互联系统,设计一种新的模糊分散控制器.讨论了互联项满足或不满足一般性约束条件的两种情形,用不同方法来补偿其对大系统的影响.同时利用模式转换函数来实现间接自适应控制与模糊滑模控制之间的转换,使系统的状态在有界闭集内变化,并依据Lyapunov方法证明了闭环系统稳定,跟踪误差收敛到零的一个小邻域内.仿真结果证明所设计的模糊控制器的有效性.     

变体飞机建模及自适应动态面控制

为了描述变体飞机在变体过程中的动态特性,将变体飞机看成一个质点系,对质点系进行受力分析,得到变体飞机的力方程和力矩方程,并推导出一种变后掠翼飞机的纵向运动方程.为了确保变体飞机在变体过程中的飞行稳定性,提出一种基于动态面的自适应backstepping控制器,通过引入一阶滤波器,避免了传统backstepping设计中的计算膨胀问题.采用径向基(RBF,radial basis function)网络逼近系统不确定项,基于Lyapunov稳定性理论,给出自适应输出反馈控制器和RBF网络权值向量的自适应律,并证明了闭环系统是半全局一致有界.仿真结果表明实际系统的输出响应较好地跟随参考指令,不受变体速率的影响,满足鲁棒性要求.     

基于状态估计的摩擦模糊建模与鲁棒自适应控制

针对一类多自由度机械系统, 研究了基于状态估计的摩擦模糊建模与鲁棒自适应控制问题. 提出用模糊状态估计器估计摩擦模型中的不可测变量, 并用严格正实和李雅普诺夫稳定性理论证明了状态估计误差的一致最终有界性. 运用模糊状态估计结果设计了多变量鲁棒自适应控制器, 其中摩擦模糊模型中的自适应参数是基于李雅普诺夫稳定性理论设计的, 并证明了闭环系统跟踪误差的一致最终有界性. 本文对多自由度质量、弹簧和摩擦阻尼系统进行的仿真, 结果表明所提出的状态估计算法和自适应控制策略是有效的.     

关联大系统的分散自适应控制：孤立子系统动力学已知情况

本文研究了一类关联大系统的分散自适应控制问题，拓广了分散自适应控制的应用范围，在孤立子系统（ＭＩＭＯ）动力学信息已知，关联强度未知的情况下，论文提出了结构相当简单的分散自适应控制策略，它可保证闭环的分散自适应控制系统具有良好的动力学行为；系统的所有信号都全局有界，进一步，在状态调节情况下，关联大系统状态趋向于零；在模型跟踪情况下，跟踪误差可以通过控制器的设计使之任意小。