基于混合系统模型的非线性系统最大可控不变集求解

针对非线性系统线性化在状态约束下最优鲁棒控制求解问题,提出了一种基于混合系统的分段仿射系统(PWA)建模,通过多次优化迭代的方法求解系统的最大鲁棒控制不变集的方法,并求得不变集内的最优控制器,解决系统的状态约束问题.通过一个非线性系统实例进行建模、仿真,证明了本方法的可行性.     

基于混合系统与终端不变集约束的混合整数规划优化控制

首先给出了混合系统的混合逻辑动态(Mixed logic dynamic, MLD)模型建模; 提出了基于终端不变集约束的混合整数规划优化控制, 通过建立Lyapunov函数证明了该方法的可行性; 利用混合整型二次规划(Mixed-integer quadratic programming, MIQP)的方法对终端不变集约束混合系统的优化控制进行求解; 最后通过一个实例进行建模、仿真, 证明了本方法的可行性与优越性.     

一类混杂系统的模型预测控制

采用基于混合逻辑动态的建模方法，将系统的 连续动态过程、逻辑部分和操作约束表示为带有混合整数不等式约束的线性状态方程的形式 ．给出了混杂系统的建模原理，并采用预测控制策略对系统进行控制．具体实例的仿真结果 表明基于混合逻辑动态模型的预测控制能使混杂系统跟踪设定值并满足操作约束．     

基于不变集的一类混合系统的稳定性

利用混合Ｐｅｔｒｉ网为混合系统建模,探讨了基于不变集混合系统在Ｌｙａｐｕｎｏｖ意义下关于恢复半径的稳定性概念,并给出利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数法判定混合系统稳定性、一致稳定和渐近稳定的充分条件。     

空中机器人的混合系统建模与优化控制

针对空中机器人(小型无人直升机)非线性系统最优控制求解问题,提出了一种解决方法,该方法基于混合系统建模、降阶,求得系统约束下的状态最大可控不变集,在该集合内通过混合整数二次规划(MIQP)的方法以求得系统的最优控制。最后通过一个实际的样机进行建模、仿真,证明了本方法的可行性与有效性。     

混合逻辑动态系统的预测控制器设计

介绍了混合逻辑动态(MLD)系统及其预测控制的优化问题,使MLD系统在满足操作约束的情况下能稳定在期望的稳态值上,同时尽可能地考虑用启发规则表示的定性知识。根据混合逻辑动态系统的标准形式,转化为混合整数二次规划(MIQP)的问题,同时获得它的数学描述。应用相应的混合整数二次规划解题器实施滚动优化技术,在参量可以调整的情况下,得到较好的控制效果。并以三槽水位模型(混合逻辑动态系统的Benchmark问题)作为仿真实例,仿真结果表明了预测控制的良好性能。     

基于混合逻辑动态模型的混杂系统预测控制

针对过程工业控制对象的混杂特性,采用基于混合逻辑动态模型的预测控制策略。给出混杂系统的建模方法,并对其稳定性进行分析。仿真结果表明基于混合逻辑动态模型的预测控制能使混杂系统跟踪设定值并满足操作约束,为研究新一代复杂工业控制系统提供了新的思路。     

基于混合逻辑的非线性系统多模型预测控制

针对已有的多模型预测控制算法在模型预测过程中采用局部线性模型进行预测而产生的预测误差较大这一问题, 本文将非线性过程的多模型描述与输出预测之间的因果关系以约束条件的形式引入到模型预测控制的设计中, 将非线性过程描述成为一个混合逻辑动态系统模型, 模型切换规则以先验知识的形式引入到多模型预测过程中, 该模型可以全局地表征非线性过程的特性, 从而解决了多模型约束非线性预测控制的模型预测与模型切换问题.     

最大利润项集选择问题研究

最大利润项集选择是关联规则的一个具体应用.频繁项集可以反映出事务中商品项的销售是相互关联的,若从商品项集合中去掉与其他项有强关联的项,则必然会导致商品销售关联性的变化,从而导致销售利润的损失.丢失规则的提出可以量化这种利润损失的计算,为保证利润最大化,就必须对保留项集进行选择.最大利润项集选择问题是一个典型的NP难度问题,可以利用已知的二次规划NP完全问题来解决.     

基于MLD模型的预测控制可行性与约束优先级研究

混合逻辑动态(MLD)框架为处理约束预测控制不可行和优先级问题提供了新的方法,但其优化算法求解计算量大,求解时间长.通过在目标函数中引入新的惩罚项改进优化算法,将混合整数二次规划(MIQP)问题转化为二次规划(QP)进行求解,减少了计算工作量,提高了求解效率.通过在Wood-Berry塔上的仿真分析,获得了良好的控制性能,分析结果表明了该方法的有效性.     

一类离散不确定系统的Tube不变集离线鲁棒模型预测控制

针对一类输入和状态受限的离散线性不确定系统,提出了一种基于Tube不变集的离线鲁棒模型预测控制方法.首先针对输入和状态约束线性时不变标准系统,设计了改进的基于多面体不变集的离线模型预测控制算法,并证明了稳定性.其次对于存在未知有界干扰的实际不确定系统,引入了Tube不变集策略,通过设计对应标准模型的最优控制序列和状态轨迹,给出了实际不确定系统的离线Tube不变集控制策略,保证系统状态鲁棒渐近稳定,并收敛于终端干扰不变集.仿真结果验证了该控制方法的有效性.     

一类非线性飞行控制系统鲁棒故障诊断

针对一类仿射非线性飞行控制系统的执行器故障,提出了一种基于微分几何方法的鲁棒故障诊断方案.各个输入通道相应的不可观分布满足条件时,可以通过分别在状态空间和输出空间进行同胚变换,将原系统化为多个只受单一通道故障输入影响的能观商子系统.原系统的残差生成器设计问题转化为对其各通道能观商子系统的观测器设计,实现残差与其他通道故...     

一类不确定非线性大系统的分散鲁棒控制器设计

基于Backstepping方法,设计了一类具有不确定性扰动和不确定性关联项的非线性大系统的分散鲁棒稳定控制器。非线性大系统的关联项为时变有界非线性函数且不确定性扰动以仿射非线性方程的形式引入。为了提高系统的控制效果。将：Backstepping递推设计方法与L2增益控制相结合,所设计的分散鲁棒控制器不仅使每个子系统的状态向量跟踪一个指定的期望轨迹。而且还使系统的不确定性干扰具有L2增益控制。     

一类非线性广义系统的时滞相关耗散控制

针对一类带有非线性摄动的广义时滞系统,研究了时滞相关的鲁棒耗散问题.讨论了此类非线性广义时滞系统的鲁棒耗散性.同时对此类非线性广义时滞系统的二次稳定性进行了研究,分别用线性矩阵不等式（LMI）的方法给出了充分条件,也给出了时滞相关的鲁棒耗散的时滞上界.并且,给出了时滞相关的鲁棒耗散的状态反馈控制器.最后,通过例子验证了定理的可行性.     

一类不确定采样系统的鲁棒D控制研究

本文对一类范数有界不确定线性采样系统,提出了存在状态反馈控制律,使得闭环系统的所有极点均位于一给定的圆盘中且具有最优鲁棒H∞性能的一个充分条件。结合控制律反馈增益参数极小化的要求,建立一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,通过该问题的解决,可以构造一个具有较小反馈增益参数和给定要求的控制律,算例结果进一步表明,该控制器具有更好的扰动抑制性能。     

Semi‐Global Robust Output Regulation for A Class of Singular Nonlinear Systems with Unknown Algebraic Equations

This paper considers semi‐global robust output regulation problem for a class of singular nonlinear systems whose algebraic equations are not precisely known. Since the algebraic equations are not known, the output regulation problem of singular nonlinear systems cannot be solved by directly reducing the singular nonlinear system into a normal nonlinear system. Based on internal model principle, we convert the robust output regulation problem of singular nonlinear systems into a robust stabilization problem of an augmented singular nonlinear system. The augmented singular nonlinear system is also with unknown algebraic equations. However, without transforming the singular nonlinear system into a normal nonlinear system, it is shown that the augmented singular nonlinear system can be semi‐globally stabilized by a high gain output feedback control law under some reasonable assumptions. Moreover, the semi‐global stabilization control law of the augmented singular nonlinear systems also solves the semi‐global robust output regulation problem of the original singular nonlinear system.     

不确定时滞离散非线性系统的鲁棒耗散滤波

研究了一类带参数不确定性和非线性动态的离散时滞系统的鲁棒耗散滤波问题.所给系统中的不确定项是时变未知且范数有界.基于Lyapunov稳定性方法,先对参数已知而带有非线性动态的时滞离散系统,给出渐近稳定判据,然后讨论鲁棒耗散滤波器的存在条件及设计方法.在此基础上进一步考虑参数不确定性情形,将鲁棒耗散滤波器问题转化为参数确定的情况.从而将鲁棒耗散滤波器的设计问题转换为线性矩阵不等式的求解问题.最后给出仿真例子验证所得结果的有效性.