一种改进的鲁棒约束预测控制器的综合设计方法

针对多包描述的不确定系统,提出一种新的鲁棒约束预测控制器.离线设计多包系统worst-case情况下性能最优的不变集,在线求解多包系统无穷时域性能指标的min-max优化问题.设计方法采用了时变的终端约束集,扩大了初始可行域,并能获得较优的控制性能.仿真结果验证了该方法的有效性.

     

执行器饱和不确定NCS 非脆弱鲁棒容错控制

针对存在时变时延和丢包的不确定网络化控制系统(NCS), 同时考虑执行器饱和、控制器参数摄动以及非线性扰动等约束, 研究执行器发生结构性失效故障时系统的鲁棒容错多约束控制问题. 基于时滞依赖Lyapunov 方法和容错吸引域定义, 采用状态反馈控制策略推证出了闭环故障不确定网络化控制系统稳定的少保守性不变集充分条件, 并给出了非脆弱鲁棒容错控制器的设计方法以及最大容错吸引域的估计. 仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性.

     

多项式非线性系统局部镇定控制

针对多项式非线性系统,提出一种用于验证二次型候选Lyapunov函数的数值计算方法.在该方法中,多项式系数被分解成带自由变量的系数矩阵,将正定性验证问题转化为矩阵不等式问题求解.对于局部稳定性分析,采用多个Lyapunov函数来趋近吸引域.每个Lyapunov 函数均在各指定方向上进行最大半径优化.在稳定性分析基础上,提出保收敛率的局部镇定控制器设计方法以扩大吸引域.

     

力矩受限的机器人吸引域估计方法

针对力矩受限的机器人组合非线性反馈控制的局部稳定区域描述问题,研究了吸引域的估计方法.利用不变集属性和椭球性质,定义两种不同意义的最大椭球不变集来逼近吸引域,分别采用设置初始状态法和参考形状集法求解.通过带有约束的优化问题描述,所有条,件均能转化为线性矩阵不等式条件,易于求解.由于采用优化技术,能够减小吸引域估计的保守性.数值算例验证了所提方法的有效性.     

基于多面体不变集的离线鲁棒预测控制器综合

提出一种基于多面体不变集的离线鲁棒预测控制器综合算法.该算法离线确定一组反馈控制律及其对应的不变集,在线控制时根据当前状态所处的位置选择相应的控制律,不仅扩大了初始可行域,还能在一定程度上改善控制性能.仿真结果表明了采用多面体不变集的优越性.

     

转移概率部分未知的随机Markov 饱和切换系统的非脆弱镇定

研究一类转移概率部分未知的随机Markov饱和切换系统的非脆弱镇定问题. 基于参数依赖型Lyapunov函数, 设计非脆弱状态反馈控制器以保证闭环饱和系统的随机稳定性, 在此基础之上, 通过求解线性矩阵不等式, 得到均方意义下的最大不变吸引域. 数值仿真验证了所提出方法的有效性.

     

需求分布不确定条件下的多周期库存鲁棒优化模型

在离散需求情景概率不确定的条件下, 建立基于最大最小方法的多周期库存鲁棒优化模型. 考虑需求分布分别隶属于区间和椭球不确定集两种情形, 运用对偶理论将多周期库存鲁棒优化模型转化为易于求解的凸规划问题. 数值结果表明, 与已知需求分布下的系统最优绩效相比, 采用鲁棒订货策略虽然会导致部分绩效损失, 但损失值很小, 表明基于鲁棒优化的多周期库存订货策略具有良好的鲁棒性, 能够有效抑制需求分布不确定性对库存运作绩效的影响.

     

一种基于佳点集原理的约束优化进化算法

提出一种基于佳点集理论解决约束优化问题的进化算法.它将实分圆域中均匀分布的佳点映射到求解问题的搜索空间,使得所构造的个体能在搜索空间内分布比采用随机方式更加均匀,并引进预交叉机制来平衡佳点取点个数与算法搜索能力之间的矛盾.新算法的遗传算子基于佳点技术构造,精度不受空间维数的限制,有利于高维优化问题.对6个标准测试函数的数值实验结果验证了新算法的通用性,有效性和稳健性.

     

面向冗余机器人实时控制的逆运动学求解有效方法

针对-自由度冗余机器人实时运动控制,对机器人逆运动学提出了一种新的求解方法.采用位姿分解方式,使-自由度冗余机器人逆运动学简化为,自由度位置逆运动学求解.在梯度投影法得到位置优化解的基础上,利用机器人封闭解公式求得一组优化解.通过对-自由度机器人仿真分析,表明了该方法的有效性.

     

基于观测器的飞行器时变控制效益估计算法

研究飞行器时变控制效益的在线估计方法,证明了系统控制效益可估计的充分条件. 针对效益矩阵分段连续时变的情形,给出了基于观测器,方程求解和最小二乘法的在线估计方法,分析和证明了算法的收敛性。 数值仿真结果表明,该算法能快速估计时变控制效益,具有良好的稳定性和鲁棒性。

     

一类不确定离散系统的生存性判别

研究一类非线性不确定系统的生存性问题. 基于支撑函数, 给出了此系统在凸紧集下可生存的充要条件. 当生存域为多面体时, 分别针对多面体和的形式和交的形式给出了系统生存的充分条件. 最后给出的算例表明了所提出方法的有效性, 同时表明所得结果实际上给出了某类切换系统的生存性条件.

     

网络化切换控制系统故障检测与优化设计

研究存在未知短时延、丢包和系统不确定性的网络化切换控制系统故障检测与时域优化问题. 首先基 于观测器构建残差发生器, 结合Lyapunov 函数方法和平均驻留时间方法分析系统的稳定性, 并以线性矩阵不等式(LMI) 形式给出故障检测滤波器的求解方法; 然后为了改善故障检测系统的性能, 采用后置滤波器对残差信号进行时域优化, 并利用奇偶空间方法给出其最优解; 最后设计并推导出自适应阈值. 仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

工程系统进度优化的协同决策方法

为解决多个承包商间的项目合作伙伴选择问题, 采用多目标规划构建工程系统进度优化的协同决策模型. 以合作博弈理论为基础, 运用主要目标法设计一种基于期望收益约束选择的模型求解方法. 算例结果表明, 所提出的方法可以在保障参与协同的承包商收益需求前提下实现工程系统进度最优, 所获得的协同方案更容易为各方接受.

     

求解双层规划优化问题的层次风驱动优化算法

针对双层规划的求解问题, 提出一种层次风驱动优化算法. 初始化上层优化变量后, 首先对下层规划进行求解, 满足约束条件的同时, 更新下层规划中的空气质点速度和位置; 然后, 利用风驱动优化算法对上层规划问题进行求解; 最后, 在优化解集合中, 选择上下层规划目标值次序之和最小的解作为最终优化解. 实验结果表明, 所提出的层次风驱动算法是一种有效的求解双层规划问题的方法.

     

基于节点失效的弹性供应链应急管理策略

研究网络正常运行和有单一节点失效情况下供应链的应急调度问题,建立了在有限资源约束下单目标成本优化数学模型,以实现供应链运行总成本最小．采用ＣＰＬＥＸ 软件求解模型,得到应急调度计划方案．数值仿真结果表明了应急调度方法的有效性和实用性．

     

基于标签随机有限集的多量测多目标跟踪算法

针对一个扫描周期内单个目标可能产生多个量测的问题, 提出一种基于标签随机有限集的扩展算法. 结合脉冲扩展标签多伯努利(-GLMB) 滤波器和多量测模型, 推导出新的更新方程; 采用假设分解策略对关联过程进行降维, 避免了量测分组过程. 实验分析表明: 所提出算法能对目标数进行无偏估计, 在低探测概率条件下跟踪性能明显优于多量测概率假设密度(MD-PHD) 算法; 计算开销在量测较少时高于MD-PHD, 量测个数增加时增幅低于MD-PHD.

     

一类混杂系统的生存控制设计

研究了混杂系统关于由不等式表示的区域的生存控制设计问题.首先基于非光滑分析理论给出了系统关于所给区域生存的一个充分条件,然后给出相应的生存控制设计方法.该方法将系统的生存控制输入的选择问题转化为求解非光滑优化问题和二次规划问题.

     

基于多面体可达集的时间最优模型预测控制

针对有界状态干扰下的线性时变系统, 提出一种新的时间最优模型预测控制算法. 在离线情况下通过求解一系列的线性优化问题确定次优的多面体N 步可达集, 根据这些可达集在线优化计算得到的输入量使系统状态尽快收敛到稳定区域. 离线求解多面体可达集的方法可处理非对称约束, 相比于以往的方法避免了在N 增加时顶点数可能呈指数增多的问题, 同时省去了过多复杂的多面体间的运算, 因而便于在实际问题中应用.

     

知识引导遗传算法实现机器人路径规划

针对传统遗传算法求解机器人路径规划问题存在的收敛速度较慢的缺陷,设计一种知识引导遗传算法,在染色体的编码,初始种群的产生,各种遗传算子和优化算子中加入相关的领域知识.综合考虑机器人路径的长度,安全度和平滑度等性能指标,在对机器人进行路径规划的同时,利用删除,简化,修正和平滑,种优化算子进行路径优化操作.仿真结果表明.所提方法能够有效提高遗传算法求解实际路径规划问题的能力和效率.

     

基于切换控制的经济模型预测控制

为了提升经济模型预测控制的经济性能指标, 提出一种切换控制策略. 首先, 依据Lyapunov 稳定性理论给出理想和扰动下的两类估计可行域, 并实时检测系统状态; 然后, 根据系统状态所处不同区域, 采用相应的控制器分别实施经济优化、状态驱动和稳态驱动. 所提方法在保证稳定性的同时, 能够为经济性能优化提供更多的在线优化时间和优化自由度, 获得比传统方法更高的经济效益. 通过一个负阻振荡器实例验证了所提出方法的可行性和有效性.