一类时滞复杂动态网络的鲁棒自适应同步问题

针对一类耦合时滞复杂网络,基于变结构控制研究其同步问题 .首先,利用系统的左特征向量函数设计切换面,使网络的运动轨线在期望的同步轨道保持稳定;然后,针对网络中的非线性项已知和未知时,分别设计相应的滑模控制器,使从任意时刻出发的动态网络轨线都能在有限时间内同步到达期望的轨道;最后,利用所设计的控制器对两个算例进行仿真,仿真结果说明了所设计控制器的有效性.

     

一类复杂网络同步研究的新方法

针对一类耦合网络,基于变结构控制方法研究了其同步问题。针对耦合网络设计切换面,通过极点配置,选择系统的左特征向量函数来设计切换面,使得系统的状态轨线在期望的同步轨道保持稳定;针对系统模型,设计变结构控制器。通过选取合适的到达条件构造控制器,使得从任意初始状态出发网络状态能够在有限时间内到达切换面。仿真结果表明了所设计控制器的有效性。     

节点非线性耦合的复杂动态网络同步控制研究

文中研究节点状态非线性耦合的复杂动态网络的局部同步和全局同步的问题.不同于现有的这类网络的利用节点状态变量设计控制器进行同步控制的方法,提出了一种设计同步控制器的新方法,该方法只需利用网络节点输出变量构造控制器,使其达到同步,克服了现有方法利用节点状态变量设计控制器存在的不足,使控制器实现起来更加简单.利用 Lyapunov 方法给出这类复杂网络的同步准则,以 Lorenz 混沌映射作为复杂网络的节点进行数值仿真,研究表明,这种方法能够使节点状态非线性耦合的复杂动态网络达到同步,通过系统仿真,证明了文中所提方法的有效性     

两个分数阶复杂动态网络的函数投影同步

复杂网络的同步问题是复杂网络研究的热点之一, 本文研究了两个分数阶复杂网络间的函数投影同步问题.分别针对网络模型参数已知和参数未知两种情况, 利用自适应控制技术和分数阶系统稳定性理论, 设计自适应控制器, 使两个分数阶复杂动态网络实现函数投影同步.最后利用数值仿真验证所提出方法的有效性.     

基于滑模控制的单域电力系统负荷频率控制

针对一类包含非匹配参数不确定和负荷干扰的电力系统,提出一种负荷频率滑模控制器的设计方法.所设计的积分型切换面有效地改善了系统到达阶段的动态性能,提高了系统的鲁棒性;基于趋近律方法设计了滑模控制器,以保证系统运动轨线在有限时间内到达滑动模态;给出了单区域电力系统仿真模型,分别考虑了不同参数不确定条件下的仿真问题.仿真结果表明了所设计的控制器的有效性和鲁棒性.     

欠驱动航天器相对运动的姿轨耦合控制

针对欠驱动的非对称航天器设计六自由度相对运动的姿轨耦合控制器.首先,给出用对偶四元数描述的六自由度相对运动模型;然后,基于矩阵广义逆和空控制向量提出广义的滑模控制器,以实现相对姿态欠驱动控制的渐近稳定;最后,考虑姿轨耦合特性,利用高斯伪谱法和非线性规划得到相对轨道运动能量最省的轨迹,进而利用滑模变结构控制实现对该轨迹的跟踪.仿真结果表明,所提出的方法是有效和可行的,而且较其他方法消耗的能量更少.     

智轨电车动力学性能研究

智轨电车是一种胶轮承载、多编组、虚拟轨道运行的新型轨道车辆。针对其动力学性能,文章通过数学模型的搭建开展仿真研究,为中央虚拟轨迹线循迹控制器、自动跟随转向控制器的算法设计验证提供支持,通过精细化模型的搭建开展仿真研究,为整车动力学性能评价与改进提供指导。通过仿真研究,缩短了研发周期,降低了研发成本,为智轨电车的基础研发和快速工程化应用提供理论支撑。     

多船舶的神经网络自适应同步控制

为了实现多艘船舶的同步运动,提出了多艘船的自适应同步控制策略.由于船舶模型参数不确定,采用了径向基神经网络来逼近不确定项,建立船舶的数学模型;其次,利用了数学图论来描述船舶之间的信息交流;接着为每艘船预先设定期望路径,并且将船舶的同步误差引入到控制器,控制船舶的运动使其不但沿各自期望路径运动,而且与多艘船舶保持同步;利用李雅普诺夫稳定性理论,证明了所设计的自适应同步控制器的稳定性;通过对三艘船舶的仿真表明,所提出神经网络自适应同步控制可以很好地解决多艘船同步控制问题.     

时滞扩散性复杂网络同步保性能控制

针对节点扩张的时滞复杂网络系统, 在节点扩张的条件下, 讨论此类系统的同步保性能控制问题. 首先采用自适应控制方法, 利用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论,结合矩阵不等式的凸优化问题处理方法, 得出了时 滞复杂网络系统保性能控制器存在的充分条件; 当系统节点的扩张后, 在原有自适应控制器不能使系统同步稳定的条件下, 设计脉冲控制器, 利用牵制控制原理使系统达到稳定同步. 所设计的自适应动态反馈控制器在保证系统的渐近稳定条件下使系 统性能指标满足一定的要求. 最后给出一个数值仿真说明其有效性.     

变时滞复杂网络同步牵制保性能控制器设计

针对具有可变时滞的复杂网络系统,研究此类系统的同步保性能控制问题。为了使系统同步保性能,设计了一种动态反馈控制器;同时,由于复杂网络的节点较多,考虑到直接控制比较复杂,所以又研究了利用牵制控制使系统达到同步保性能控制的方法。主要运用Lyapunov稳定性理论并结合矩阵不等式处理方法,得出了具有可变时滞性复杂网络系统同步保性能控制器存在的充分条件。所设计的动态反馈控制器在保证系统的渐近稳定条件下使系统的性能指标满足一定的要求。最后给出两个数值仿真说明其有效性。     

Squared‐down passivity–based state synchronization of homogeneous continuous‐time multiagent systems via static protocol in the presence of time‐varying topology

This paper studies state synchronization of homogeneous multiagent systems (MAS) via a static protocol with partial‐state coupling in the presence of a time‐varying communication topology, which includes general time‐varying graphs as well as switching graphs. If the agents are squared‐down passive or squared‐down passifiable (via static output feedback or static input feedforward), then a static protocol can be designed for balanced, time‐varying graphs. Moreover, this static protocol works for arbitrary switching directed graphs if the agents are squared‐down minimum phase with relative degree one. The static protocol is designed for each agent such that state synchronization is achieved without requiring exact knowledge about the time‐varying network.     

具有拓扑切换特性的离散型不确定时空网络的指数同步

研究了具有拓扑切换特性的离散型不确定时空网络的指数同步问题.基于稳定性理论,构造了具有指数形式的Lyapunov函数,并设计了同步控制器的结构方程,进而获得了时空网络的同步条件.同时,我们设计了未知参数的识别律,有效地识别了网络中的未知参数.最后,选取实际的激光相位共轭波空间扩展系统作为网络节点进行仿真模拟,验证了同步...     

Synchronization and Tracking Control for Dual‐motor Driving Servo Systems with Friction Compensation

A nonsingular fast terminal sliding mode (NFTSM) controller is designed by incorporating the variable gain neural network (NN) observer, which is utilized to guarantee motor speed synchronization and load position tracking of dual‐motor driving servo systems. By designing the variable gain NN observer, the states and uncertain nonlinearities of servo systems are estimated with fast convergence rate and small steady‐state error, where the effects from external disturbance are suppressed as well. Based on the estimated states, the cross‐coupling synchronization strategy and NFTSM tracking scheme are designed to achieve the rapid speed synchronization and precise load tracking, where the NNs are introduced to approximate and compensate friction nonlinearities. In particular, a novel nonlinear synchronization factor characterizing the degree of speed synchronization is proposed to achieve switching between synchronization control and tracking control, which is proven to deal with the coupling problem of synchronization and tracking. Finally, the comparative simulations and experiments are included to verify the reliability and effectiveness.     

Cluster synchronization in directed networks of partial-state coupled linear systems under pinning control

This paper investigates the cluster synchronization for network of linear systems via a generalized pinning control strategy which allows the network of each cluster to take relaxed topological structure. For the case with fixed topology, it is shown that a feasible feedback controller can be designed to achieve the given cluster synchronization pattern if the induced network topology of each cluster has a directed spanning tree and further compared to the couplings among different clusters, the couplings within the each cluster are sufficiently strong. An extra balanced condition is imposed on the network topology of each cluster to allow for the cluster synchronization under arbitrary switching network topologies. Such a balanced condition can be removed via the use of dwell-time technique. For all the cases, the lower bounds for such strengths of couplings within each cluster that secure the synchronization as well as cluster synchronization rate are explicitly specified. Finally, some illustrative examples are provided to demonstrate the effectiveness of the theoretical findings.     

轮询通信协议下信息物理系统分布式状态估计

本文关注的是一类信息物理系统的分布式状态估计问题. 由于传感器网络通信带宽有限, 当大量节点同时发送数据时, 可能造成数据冲突. 因此, 通过引入轮询协议减轻传感器网络通信负担, 在该协议下每个节点的测量分量将依次且周期性访问网络. 考虑滤波网络拓扑切换概率矩阵是时变的, 因此采用非齐次Markov链描述随机拓扑切换行为. 证明了估计误差以指数衰减的形式收敛,确保了滤波误差系统在均方意义下最终有界. 进一步地, 通过解决特定拓扑依赖的凸优化问题, 获得期望的分布式滤波器参数. 最后, 通过两个例子证明了所设计的分布式状态估计方法的可行性.     

Convergence analysis of a discrete-time recurrent neural network toperform quadratic real optimization with bound constraints

Presents a model of a discrete-time recurrent neural network designed to perform quadratic real optimization with bound constraints. The network iteratively improves the estimate of the solution, always maintaining it inside of the feasible region. Several neuron updating rules which assure global convergence of the net to the desired minimum have been obtained. Some of them also assure exponential convergence and maximize a lower bound for the convergence degree. Simulation results are presented to show the net performance.     

动态的网络实时连接控制机制

动态网络连接控制(DNCC)试图根据系统的动态安全状态特征对计算机接入网络的行为进行控制,从而保证接入计算机在网络连接过程中的持续安全性,防止一次性安全认证后接入计算机发生安全状态变化给系统带来的可能破坏.DNCC采取系统安全策略作为计算平台安全状态评价指标,准确地反映了计算平台状态的动态变化特征,克服了目前网络接入控制主流技术中的安全状态保证瞬时性缺点.统计和分析结果表明,DNCC具有良好的性能和实现可行性.     

Synchronization of Uncertain Complex Networks with Time‐Varying Node Delay and Multiple Time‐Varying Coupling Delays

This paper investigates the synchronization problem of a class of complex dynamical networks via an adaptive control method. It differs from existing works in considering intrinsic delay and multiple different time‐varying coupling delays, and uncertain couplings. A simple approach is used to linearize the uncertainties with the norm‐bounded condition. Simple but suitable adaptive controllers are designed to drive all nodes of the complex network locally and globally synchronize to a desired state. In addition, several synchronization protocols are deduced in detail by virtue of Lyapunov stability theory and a Cauchy matrix inequality. Finally, a simulation example is presented, in which the dynamics of each node are time‐varying delayed Chua chaotic systems, to demonstrate the effectiveness of the proposed adaptive method.     

具有切换拓扑结构的非恒等节点复杂网络同步化判据

网络拓扑结构与节点动态在复杂网络的同步化过程中起着关键性的作用,针对具有切换拓扑结构与非恒等节点的同步化问题还没有非常有效的判据.本文研究了具有切换拓扑与非恒等节点的复杂网络同步化问题,针对非恒等节点不存在公共平衡解的情况,选取所有节点的平均状态作为同步化目标,并在此基础上建立起误差动态方程.基于所有外部耦合矩阵可以同时三角化的条件下,构建了低维系统的公共Lyapunov函数,提出了在误差向量范数有界意义下的复杂网络全局同步化判据,保证系统在任意切换策略下实现复杂网络的同步化.最后通过数值仿真验证了结果的有效性.