多臂水下机器人协调控制研究

机器人研究中的一个关键问题就是作业过程的协调控制,而离散事件系统（ＤＥＳ）理论具有实现系统高层建模与控制的能力,因此本文提出了基于赋时ＤＥＳ理论实现多机械臂水下机器人协调层控制的方案,并给出了一个设计实例以说明本文方法的有效性。     

基于冲突的离散事件系统诊断方法

提出了一种基于冲突的动态模型故障诊断方法。通过在离散事件系统的自动机模型中添加概率,离线计算模型中事件与状态的后验概率,从而处理不完全观测导致的不确定性,增强了离散事件系统处理不确定性问题的能力。在已经建立的离线模型上,在线计算观测与模型的冲突,在模型中提取符合观测的轨迹,推导系统运行状况,判断故障,并给出故障路径。将基于冲突的诊断方法扩展到离散事件系统的诊断上来,避免了对无关事件的搜索及判断,从而降低了诊断搜索空间,便于计算更大规模的系统模型。     

考虑事件并发下离散事件系统的监控研究

Ｒａｍａｄｇｅ和Ｗｏｎｈａｍ所提出的基于形式语言／自动机的逻辑监控理论中，对于多个子过程组成的复杂离散事件问题，采用Ｓｃｈｕｆｆｌｅ积得到整个系统的积系统模型描述，其中排除了各子过程之间事件的同时发生，即未考虑并发非确定性，然而，从原理上及工程有度来说，在任何子过程之间的事件都可以且可能同时发生（并发）。因此考虑子过程间事件并发下离散事件问题的监控即是讨论中心。     

多臂水下机器人对接作业控制

BSAV－Ⅰ是我们研制的具有6个自由度运动能力并安装4只2自由度机械手的用于实验目的的水下机器人,其任务是在水中寻找并抓取圆环。为了实现自主作业,本文根据作业特点提出了将机器人对接作业过程抽象成自动机模型的方法,并用离散事件系统（DES）监控理论实现了各机械手间的协调动作和体手间的协调控制。     

考虑事件并发下离散事件系统的状态反馈控制研究

离散事件系统的形式语言／自动机逻辑控制理论包括：监控和状态反馈控制两种形式。作者在文献「１」中讨论了考虑事件并发下离散事件系统的形式语言／自动机描述以及逻辑监拧问题。作者在本文讨论了考虑子过程间事件并发下离散事件系统的状态反馈控制问题。     

一种离散连续混成的时空事件驱动的CPS体系架构

为描述信息物理融合系统(cyber-physical system,CPS)中离散信息系统和连续物理系统交互融合的混成特性,基于混成自动机理论,结合多智能体系统(multi-agent system,MAS)和时空事件驱动方法,提出一种CPS体系架构.该架构用改进的混成自动机理论刻画了离散空间和连续状态混成的CPS体系架构的主体,同时定义了基于时空事件的CPS事件,设计了基于MAS的CPS端,并运用定义不同功能的CPS端和CPS事件驱动机制解析了CPS体系架构内部信息物理交互反馈过程.最后以车速调控系统为例,采用提出的CPS体系架构分析了协同驾驶过程中单一车辆内部速度调控的信息物理融合过程,并对其进行了形式化描述,实例的形式化过程表明提出的体系架构的有效性.构建的CPS体系架构为刻画CPS的本质特征提供了新的方法.     

基于遗传算法的连续系统模型辨识

系统辨识是控制系统设计的基础,传统的系统辨识大都是对离散数学模型的参数估计,发展了以最小二乘法为基础的理论和方法。而连续模型则需经过离散模型的转换方可得到。作者基于遗传算法和系统仿真技术,建立了输出端噪声存在的连续系统模型辨识方法,遗传算法是建立在自然遗传学机理上的参数搜索方法,但常规的遗传算法具有收敛速度慢,因封闭竞争易导致“早熟”等缺点,为此,通过引入自适应适值函数和动态变异因子,采用精英保护策略,加速了寻优过程,改善了遗传算法的全局搜索及局部寻优能力,为连续系统模型辨识提供了新的途径。     

多智能体系统的自适应事件触发平均一致性

针对一阶多智能体系统的平均一致性问题,本文基于自适应事件的控制方法,研究了具有无向连通拓扑结构的一阶多智能体系统的平均一致性。为了确保平均一致性成立,并使系统的控制性能得到提高,分析了多智能体系统通信拓扑图的特性,设计了一种基于事件的自适应控制协议。该协议利用基于状态误差的自适应事件触发条件,使智能体之间的信息传递仅在触发条件成立的时刻进行。同时,基于Lyapunov稳定性理论,得到系统实现平均一致的充分条件,对固定拓扑和切换拓扑情形进行研究,通过Matlab软件进行仿真分析。仿真结果表明,在自适应事件触发控制下,系统的事件触发频率更快,使系统的控制性能得到提高,验证了理论结果的有效性。该研究为多机器人系统的协作问题提供了理论基础。     

分布式模糊离散事件系统的模式故障安全诊断

本文研究分布式模糊离散事件系统的模式故障安全诊断问题，提出一种基于模式故障安全协同诊断器的模式故障安全诊断方法。先在模糊离散事件系统中引入模式故障和模式故障安全诊断概念。然后对模糊离散事件系统的模式故障安全协同可诊断性进行了形式化定义。为了进一步验证分布式模糊系统的模式故障安全诊断性，构建了一个模式故障安全协同诊断器，并提出了一个关于分布式模糊离散事件系统的模式故障安全诊断的充分必要条件，实现了分布式模糊离散事件系统的模式故障安全诊断。     

电网／风能／柴油发电机／蓄电池混杂再生能源系统质量维持 …

集成可再生能源技术和柴油发电机、蓄电池为一体的混杂能源系统可以实现偏远地区电力的２４小时不间断供给。澳大利亚可再生能源系统技术研究中心正在研制开发一种新型的风能／柴油发电机／蓄电池／电网混杂能源系统。该系统中,不同模式的操作切换对系统的正常运行有着极大的影响,而这些操作模式切换的设计可视为离散事件系统来处理。本文建立了一种基于离散事件系统理论的操作模式切换监督控制方法。文中对几种不同系统行为规格下     

分布式离散事件系统的模式故障预测研究

针对分布式离散事件系统,提出了一种模式故障预测方法.首先对分布式离散事件系统的模式故障可预测性进行形式化.通过构造一个模式故障识别器,从系统所有行为中识别出所发生的模式故障,并针对分布式系统的不同观测点构造不可观测闭包.在此基础上,联合各站点观测到的事件序列构造出模式故障预测验证器,解决了分布式离散事件系统的模式故障预...     

模糊离散事件系统的性质

有效地刻画一个系统动态变化和状态的不确定性,作为经典离散事件系统的推广,模糊离散事件系统最近被提出并研究。该文用自动机和形式语言的方法研究了由自动机建模的模糊离散事件系统的一些性质,并给出乘积合成系统监督控制器的存在性条件,这些都是离散事件系统对应性质的推广。     

离散事件系统的逻辑监控理论

离散事件系统作为系统与控制理论的一个新兴分支和前沿方向,其研究日益受到人们的重视。本文介绍了Ramadge和wonham以及其他学者提出的逻辑监控理论。     

离散事件系统之间的等价性

目的　研究离散事件系统之间的等价关系 .方法　以自动机为离散事件系统的模型 ,用形式语言描述系统行为 .结果　给出了确定性离散事件系统和非确定性离散事件系统之间的等价定理 .结论　利用所得定理通过已有的确定性离散事件系统的控制结果来研究非确定性离散事件系统的控制     

网络控制系统的等价离散最优性能指标问题

针对具有线性时不变被控对象的网络控制系统,讨论了在控制器为时钟驱动和事件驱动两种情况下的连续最优性能指标到等价离散最优性能指标的转换,结果也表明,当网络诱导时延小于一个采样周期时在控制器的两种驱动方式下,网络控制系统具有相同的等价离散性能指标。其中被控对象和系统输出中皆含有连续的白噪声。     

一类不确定脉冲混合系统的非脆弱控制器设计

针对离散部分为有限状态自动机的脉冲混合系统,在控制器增益出现参数不确定性的情况下,给出一种非脆弱的控制方法．同时考虑系统两部分的稳定性,提出了整个系统渐近稳定的概念．然后,基于最优路径的思想,通过控制事件的触发,使离散状态沿着最优路径无限次进入期望集,达到渐近稳定．同时,利用多Lyapunov函数方法,在连续子系统的加性摄动有界的情况下求解线性矩阵不等式,确定控制器的增益,使其也达到渐近稳定,从而使整个混合系统达到渐近稳定．     

切换系统优化控制方法研究

针对一类特殊的混杂系统－切换系统的优化控制问题，提出了分段梯度下降优化方法，它是连续系统优化控制梯度下降法的推广，对分段线性切换系统，通过一定变换，可以把切换系统转化成关于特定变量的连续系统，证明了切换系统整体优化控制目标等价于各子模态连续系统的优化目标之和，从而得到切换系统最优控制的梯度下降优化算法，该方法能够有效地得出切换系统优化控制的局部最优解。给出了具体示例，验证了方法的有效性。     

Collision avoidance planning in multi-robot system based on improved artificial potential field and rules

For real-time and distributed features of multi-robot system,the strategy of combining the improved artificial potential field method and the rules based on priority is proposed to study the collision avoidance planning in multi-robot systems. The improved artificial potential field based on simulated annealing algorithm satisfactorily overcomes the drawbacks of traditional artificial potential field method,so that robots can find a local collision-free path in the complex environment. According to the movement vector trail of robots,collisions between robots can be detected,thereby the collision avoidance rules can be obtained. Coordination between robots by the priority based rules improves the real-time property of multi-robot system. The combination of these two methods can help a robot to find a collision-free path from a starting point to the goal quickly in an environment with many obstacles. The feasibility of the proposed method is validated in the VC-based simulated environment.     

面向对象的民航安全评价方法和仿真模型

面向对象的民航安全评价方法和仿真模型将面向对象的分析方法、事件树分析方法和离散事件仿真模型相结合,通过引入立即响应模式和延迟响应两种事件处理模式、支持概率分支的组合计算及离散事件序列的仿真,能够有效地对具有行为不确定性和时间依赖性的系统进行安全性仿真和评价。