一类带随机跳跃的完全耦合的线性二次随机控制问题

研究一类带随机跳跃的完全耦合的线性二次随机控制问题. 得到了最优控制的显式解, 并可以证明最优控制是唯一的. 引入了一类推广的黎卡提方程并讨论了其可解性. 利用这一类推广的黎卡提方程的解, 得到了上述带随机跳跃的最优控制问题的线性状态反馈调节器.     

正倒向随机微分方程与一类线性二次随机最优控制问题

讨论一类正倒向随机微分方程解的存在唯一性及其对应的一类线性二次随机最优控制问题,利用单调性方法证明了一类特殊的正倒向随机微分方程解的存在唯一性定理,利用该结果研究一类耦合了一个倒向随机微分方程的线性随机控制系统广义最优指标随机控制问题,得到由正倒向随机微分方程的解所表示的唯一最优控制的显式表达式,并得到精确的线性反馈及其对应的Riccati方程.     

线性二次最优控制的精细积分法

LQ控制虽然是最优控制的最基本问题,但其数值求解仍有很多问题.黎卡提微分方程的精细积分法利用黎卡提方程的解析特点,求出计算机上高度精密的解,并已证明误差在计算机倍精度数的误差范围之外.这对于Kalman-Bucy滤波,LQG问题以及H∞控制及滤波等都可运用,精细积分还求解了反馈后的状态微分方程.数例验证了其高精度特性.     

约束随机线性二次最优控制的研究

本文研究线性终端状态约束下不定随机线性二次最优控制问题.首先利用Lagrange Multiplier 定理得到了存在最优线性状态反馈解的必要条件, 而在加强的条件下也得到了最优控制存在的充分条件. 从某种意义上讲, 以往关于无约束随机线性二次最优控制的一些结果可以看成本文主要定理的推论.     

基于策略迭代的连续时间系统的随机线性二次最优控制

针对模型参数部分未知的随机线性连续时间系统, 通过策略迭代算法求解无限时间随机线性二次(LQ) 最优控制问题. 求解随机LQ最优控制问题等价于求随机代数Riccati 方程(SARE) 的解. 首先利用伊藤公式将随机微分方程转化为确定性方程, 通过策略迭代算法给出SARE 的解序列; 然后证明SARE 的解序列收敛到SARE 的解, 而且在迭代过程中系统是均方可镇定的; 最后通过仿真例子表明策略迭代算法的可行性.

     

带有随机通信时滞的状态估计

研究了测量值不带时间戳的网络控制系统的最优状态估计问题. 当最大的随机时滞界是一步滞后时, 对可能存在的乱序测量提出新的测量模型. 基于每一时刻收到的所有测量值的平均值构造估计器以保证不稳定网络控制系统的估计器是线性无偏的及估计误差协方差一致有界, 并通过求解离散黎卡提方程得到估计器增益. 在无偏性及误差协方差一致有界的意义下保证估计器是最优的. 最后给出仿真实例验证了该算法的有效性.     

随机运动目标搜索问题的最优控制模型

提出了Rn空间中做布朗运动的随机运动目标的搜索问题的最优控制模型.采用分析的方法来研究随机运动目标的最优搜索问题,并将原问题转化为由一个二阶偏微分方程(HJB方程)所表示的确定性分布参数系统的等价问题,推导出随机运动目标的最优搜索问题的HJB方程,并证明了该方程的解即是所寻求的最优搜索策略.由此给出了一个计算最优搜索策略的算法和一个实例.     

随机系统的鲁棒状态反馈控制

对结构参数不确定的随机线性时不变系统的无限时间鲁棒状态反馈控制问题进行了研究．给出了鲁棒控制器的存在条件及其状态空间表达形式，而且也给出了系统输出的渐近协方差所规定的性能界．仿真结果表明，本文所提供的方法大大改善了系统的输出性能，且具有很强的鲁棒性．     

带有随机丢包的最优控制中Riccati方程解存在的条件

讨论了带有随机丢包的最优控制. 在传感器网络中,控制器与被控对象通过不可靠无线网络通信,因此代数Riccati方程由于通信链路的随机丢包产生了新的参数. 证明了当丢包率大于一临界值时,此Riccati 方程的解不存在. 通过解线性矩阵不等式,得到了这一临界值.     

周期时变线性系统的一般线性二次型最优控制

讨论周期时变线性系统的一般线性二次型最优控制问题, 即状态方程为非齐次方程且二次型性能指标包含线性项的一般情况. 给出了该问题可解的一系列充分必要条件, 同时给出了最优控制的解析构造以及最优性能指标值.     

带Poisson跳的线性二次随机微分博弈及其在鲁棒控制中的应用

研究了一类带Poisson跳扩散过程的线性二次随机微分博弈,包括非零和博弈的Nash均衡策略与零和博弈的鞍点均衡策略问题．利用微分博弈的最大值原理,得到Nash均衡策略的存在条件等价于两个交叉耦合的矩阵Riccati方程存在解,鞍点均衡策略的存在条件等价于一个矩阵Riccati方程存在解的结论,并给出了均衡策略的显式表达及最优性能泛函值．最后,将所得结果应用于现代鲁棒控制中的随机H₂/H_∞控制与随机H_∞控制问题,得到了鲁棒控制策略的存在条件及显式表达,并验证所得结果在金融市场投资组合优化问题中的应用．     

Backward Stochastic H2/H∞ Control with Random Jumps

This paper is concerned with H₂/H_∞ control of a new class of stochastic systems. The most distinguishing feature, compared with the existing literature, is that the systems are described by backward stochastic differential equations (BSDEs) with Brownian motion and random jumps. It is shown that the backward stochastic H₂/H_∞ control under consideration is associated with the of the corresponding uncontrolled backward stochastic perturbed system. A necessary and sufficient condition for the existence of a unique solution to the control problem under consideration is derived. The resulting solution is characterized by the solution of an uncontrolled forward backward stochastic differential equation (FBSDE) with Brownian motion and random jumps. When the coefficients are all deterministic, the equivalent linear feedback solution involves a pair of Riccati‐type equations and an uncontrolled BSDE. In addition an uncontrolled forward stochastic differential equation (SDE) is given.     

线性离散奇异系统的不定二次最优控制问题: Krein空间方法

The finite time horizon indefinite linear quadratic(LQ) optimal control problem for singular linear discrete time-varying systems is discussed. Indefinite LQ optimal control problem for singular systems can be transformed to that for standard state-space systems under a reasonable assumption. It is shown that the indefinite LQ optimal control problem is dual to that of projection for backward stochastic systems. Thus, the optimal LQ controller can be obtained by computing the gain matrices of Kalman filter. Necessary and sufficient conditions guaranteeing a unique solution for the indefinite LQ problem are given. An explicit solution for the problem is obtained in terms of the solution of Riccati difference equations.     

Fuzzy Optimal Control for Bilinear Stochastic Systems with Fuzzy Parameters

In this paper we consider the control problem for a class of partially observed bilinear stochastic systems with fuzzy parameters. Using Takagi–Sugeno fuzzy model, the problem is described by three sets of fuzzy stochastic differential equations: one for the state process, one for the observed process and one for the controller which is assumed to be driven by the observed process. With this formulation, the original stochastic control problem can be treated as a deterministic identification problem in which the controller parameters and the corresponding membership functions are the unknowns. Using a suitable performance index, we have developed a set of necessary conditions for determining the parameters of the controller and the corresponding membership functions. Finally, some numerical simulations are presented to illustrate the effectiveness of the proposed fuzzy control scheme.     

有限时间二次型数值算法研究及其应用

为了实际需要和学术发展的要求,研究了以倒立摆为控制对象,通过闭环网络形成的反馈控制系统的随机传输时延的最优控制问题。在求解有限时间最优控制律过程中,通过矩阵Raccati方程的离散变换,利用Matlab中计算无限时间二次型最优控制器的LQR函数,从而求出有限时间LQR问题的数值解。通过仿真结果证明,研究的方法能够使倒立摆系统最终稳定,从而说明提出的算法对于求解有限时间LQR问题是有效的。