混杂系统优化控制的动态规划方法研究

研究了末态自由、时间一定的混杂系统的最优控制问题. 提出了基于可达网络的混杂系统优化控制的动态规划方法. 这种方法能够给出问题的全局最优解, 并有效地降低系统的计算量.     

带扰动混杂多智能体系统领导–跟随一致性

本文研究了带扰动混杂多智能体系统领导–跟随一致性问题.给出了带扰动且含有非线性项的混杂多智能体系统模型.为了解决扰动和非线性项问题对系统带来的影响,本文基于等效趋近律设计了混杂多智能体系统的滑模控制协议,该控制协议包含连续时间智能体与离散时间智能体的运动状态信息.对混杂多智能体系统设计了Lyapunov函数,给出该系统实现领导–跟随一致性的充分条件,并证明了滑模控制协议下混杂多智能体系统可以实现领导–跟随一致性.最后,通过MATLAB仿真验证了所提方法的有效性.     

一类混杂系统的最优控制

研究了一类脉冲依赖于状态的混杂系统的最优控制问题.与传统的变分方法不同,通过将跳跃瞬间转化为一个新的待优化参数,得到了该混杂系统的必要最优性条件,从而将最优控制问题转化为一边界值问题,该边界值问题可由数值方法或解析方法解决.此外,利用广义微分的理论,将该必要最优性条件推广到Frechet微分形式.结论表明,在混杂动态系统运行的连续部分,最优解所满足的必要性条件和传统的连续系统相同.在混杂动态系统的脉冲点处,哈密尔顿函数满足连续性条件,协态变量则满足一定的跳跃条件.最后,通过两个实例分析,表明该方法是有效的.     

一类离散时间切换混杂系统鲁棒控制

由于切换规则的存在使得切换混杂控制系统的稳定性研究变得极为复杂,如何针对给定的系统设计适当的控制器和切换规则没有统一的方法.本文考虑一类线性不确定离散时间切换混杂系统的鲁棒二次镇定和渐近镇定问题.利用公共李雅普诺夫函数方法和多李雅普诺夫函数方法,分别设计了切换混杂系统鲁棒状态反馈控制器和鲁棒输出反馈控制器,保证了切换混杂系统的二次稳定性和渐近稳定性.仿真结果验证了所提算法的正确有效性.     

PFC中约束优先级及可行性问题的混杂处理

针对预测函数控制的约束不可行和优先级问题,基于混杂系统以及混合逻辑动态模型的思想提出了约束不可行及优先级问题的混杂PFC处理方法,讨论了由PFC、混杂系统、松弛变量法所组成的约束不可行及优先级问题的具体实现方法与步骤.在通常PFC跟踪性能指标的基础上结合MLD与松弛变量法,通过将命题逻辑转化为混合逻辑不等式并与系统自身...     

基于编码控制机制的混杂系统半全局实用镇定

混杂系统的鲁棒镇定是复杂控制系统领域的重要研究课题之一.提出了一种编码机制下的混杂控制策略,它能有效地克服传统连续反馈控制或不连续反馈控制在处理局部鲁棒镇定平衡点或不变集问题中的局限性,获得更好的控制效果.首先针对编码状态反馈,构建了一般的混杂系统模型来描述编码状态反馈作用下非线性系统的闭环系统模型.然后,基于逆Lyapunov定理开展了非线性系统的混杂控制鲁棒性分析,提出了闭环混杂系统的半全局实用渐近稳定性判据.最后,结合一个经典控制问题来说明所提出控制策略的优越性.     

采用多Lyapunov函数的混杂系统稳定性研究

针对一类由离散事件监控的连续动态子系统组成的混杂动态系统, 首先分析利用多Lyapunov函数方法已有成果, 指出切换超平面为滑动模时, 利用这种方法不能确保混杂系统的稳定. 基于Filipov理论给出了能活稳定性结果. 对于混杂系统的连续动态子系统为线性时不变情况下, 研究了混杂系统二次镇定条件. 最后给出一个例子来说明本文方法.     

基于自控网系统的混杂控制

混杂控制系统通常是复杂的非线性控制系统,难以用统一的模型进行建模. David和Alla提出的混杂Petri网,虽然可以解决一般混杂系统的建模问题,并得到了广泛的应用,但对于传统的如PID这类控制器,缺乏统一建模的能力.探讨了基于广义自控网系统的混杂控制方法,实现了对混杂控制器中监控器和数字控制器进行统一的Petri网建模.仿真实例设计了基于广义同步自控网系统的电加热炉控制系统,给出了可根据不同温度状态实施多种控制策略的变结构数字控制器模型,并详细分析了控制器的性能,证明了广义自控网系统具有十分强大的建模能力和广泛的应用前景.     

基于混杂理论的机器人辅助康复治疗控制方法

现有机器人辅助康复治疗控制方法大多是分别从机器人连续变量运动控制或医师离散事件决策控制角度设计控制器,未能将系统这种混杂特性融于统一框架内,具有一定的局限.为更好解决上述问题,本文在分析机器人辅助康复过程的连续与离散混杂特性的基础上,以渐进抗阻肌力训练过程为例,提出一种基于混杂理论的机器人辅助康复治疗控制方法.该方法通过定义肌力训练过程中离散系统控制状态、控制输出向量及连续系统状态转换产生的离散事件,设计了基于混杂自动机的离散事件决策控制器.临床实验结果表明,混杂系统理论应用于机器人辅助康复过程具有较好的有效性和实用性.     

基于移动中央服务器的P2P系统

本文在分析混杂P2P系统的基础上提出并设计了一种基于移动中央服务器的P2P系统.它是对混杂P2P系统的一种改进,可以有效地解决混杂P2P系统中的单点失效及维护代价过高的问题.