Optimal paths planning in dynamic transportation networks with random link travel times

A theoretical study was conducted on finding optimal paths in transportation networks where link travel times were stochastic and time-dependent（STD）. The methodology of relative robust optimization was applied as measures for comparing time-varying, random path travel times for a priori optimization. In accordance with the situation in real world, a stochastic consistent condition was provided for the STD networks and under this condition, a mathematical proof was given that the STD robust optimal path problem can be simplified into a minimum problem in specific time-dependent networks. A label setting algorithm was designed and tested to find travelers＇ robust optimal path in a sampled STD network with computation complexity of O（n2＋n·m）. The validity of the robust approach and the designed algorithm were confirmed in the computational tests. Compared with conventional probability approach, the proposed approach is simple and efficient, and also has a good application prospect in navigation system.     

广义Delta算子系统的H_∞性能分析及控制

针对广义Delta算子系统的H∞性能分析及H∞控制问题,本文采用Delta算子方法,利用线性矩阵不等式,对广义Delta算子系统进行H∞性能分析。通过分析得到使广义Delta算子系统容许且具有H∞性能的充分必要条件。在此基础上,进一步考虑了广义Delta算子系统的H∞控制问题,对于不是容许且具有指定H∞性能的广义Delta算子系统,基于线性矩阵不等式,给出了广义Delta算子系统状态反馈H∞控制器的存在条件和设计方法,并利用MATLAB-LMI工具箱,对给出的数值算例进行计算和分析。结果表明,所得闭环广义离散系统容许且满足H∞性能,证明了本文所给出的判别方法的有效性。Delta算子方法在广义离散系统的性能研究中可以良好应用。     

改进型特征权重自调节K-均值聚类算法

针对特征权重自调节K-均值聚类(FWSA-KM)算法对噪声敏感的问题,提出一种改进型特征权重自调节K-均值聚类(IFWSA-KM)算法。用一种非欧氏距离代替FWSA-KM算法中的欧氏距离,以增加聚类算法的抗噪声性能。通过用人工数据和真实数据的对比性实验,可验证IFWSA-KM算法的有效性。     

具有多重状态时滞与控制时滞的广义系统非脆弱保代价控制

针对一类不确定多时滞广义系统,该多时滞广义系统同时具有状态和控制时滞。假设不确定范数是有界的,且系统的状态是完全可测的,通过引进二次稳定性的概念,结合线性矩阵不等式的设计方法,给出了鲁棒非脆弱保代价控制的充分条件。通过对线性矩阵不等式的求解,可得非脆弱状态反馈鲁棒保代价控制器。该控制器对所有容许的不确定性,能保证闭环广义系统的稳定性,而且也能满足二次型代价函数的上界。最后,通过算例仿真表明所提出结论的可行性和有效性。     

基于代理模型的板料成形优化技术进展

综述了板料成形优化技术现状,针对优化中计算成本高的问题,提出了基于代理模型的优化技术,包括可立格模型、响应面模型、神经网络模型等。从实验设计、代理模型的建立,以及优化求解等方面进行了阐述。针对产品设计中因素的随机性和不确定性,为减小目标函数对设计变量的敏感性,将稳健设计理论应用于板料成形优化中,以提高产品的可靠性和稳健性。     

Global robust output tracking control for a class of cascade nonlinear systems with unknown control directions

We investigate the global robust tracking problem via output feedback for a class of cascade nonlinear systems with dynamic uncertainties and non-vanishing disturbances. It does not require a priori knowledge of the sign of the high-frequency gain. A recursive design scheme is presented using the ideas of pseudosign function, Nussbaum-type gain technique and the deadzone method. It is shown that under some conditions, the tracking error can be guaranteed asymptotic to the interval [?ε, ε]?? with arbitrary prescribed ε>0 after a finite time, while keeping all signals of the resulting closed-loop systems bounded. The simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

磁悬浮直线电动机H∞鲁棒控制器及其蚁群算法优化设计

磁悬浮永磁直线电动机在结构上取消了机械传动的中间环节,具有磁悬浮和直接驱动的特点.针对磁悬浮永磁直线电动机由于悬浮高度不同,在磁悬浮和直接驱动运行过程中存在自身参数摄动和外界干扰突出的问题,设计基于蚁群算法的H_∞鲁棒控制器,以保证系统对这些不确定性具有良好的鲁棒性.建立包含磁悬浮永磁直线电动机参数摄动和外界干扰的状态空间模型.推导出无须满足正则条件约束的Riccati不等式,给出H_∞鲁棒控制器的解析表达式.针对H_∞控制器中加权矩阵选择的困难,采用蚁群算法对加权矩阵进行寻优.最后在MATLAB环境下对控制系统进行仿真研究.仿真实验表明基于蚁群算法的磁悬浮永磁直线电动机控制系统的性能比优化前有较明显改善,说明该方法的可行性和有效性.     

具有输入饱和的近空间飞行器鲁棒控制

针对近空间飞行器这一类存在外部扰动,输入饱和和参数不确定的多输入多输出线性系统,提出了一种基于干扰观测器的抗饱和鲁棒控制方案.将干扰观测器与抗饱和控制技术相结合,从而消除系统存在的未知外部扰动、输入饱和和不确定性对系统控制的影响.首先,设计干扰观测器对线性外部系统产生的未知扰动进行估计.然后根据干扰观测器输出,通过超前抗饱和方法设计抗饱和补偿器,并将其加入到鲁棒控制器的设计中,保证闭环系统存在输入饱和、未知外部扰动和参数不确定情况下的稳定性.为便于设计,干扰观测器、抗饱和补偿器和控制器设计矩阵均通过求解线性矩阵不等式得到.最后,将提出的鲁棒抗饱和控制方法应用于近空间飞行器,仿真结果验证了该控制方案的有效性.     

基于新息正交原理的抗差UKF及其在INS/GPS组合导航中的应用

为提高标准UKF对异常的量测噪声统计的鲁棒性,提出了一种基于新息正交原理的抗差UKF算法.该算法根据新息序列的正交性确定最优的抗差因子,而后通过对新息协方差阵引入抗差因子在线调整滤波增益,进而抑制异常量测对滤波解的影响.将提出的算法应用于INS/GPS组合导航系统进行仿真验证,并与标准UKF和现有的抗差UKF进行比较,结果表明,当量测噪声统计不准确时,提出的基于新息正交原理的抗差UKF滤波性能明显优于上述两种算法,提高了组合导航系统的定位精度.     

基于传感器丢包率不确定性预测的分布式H∞滤波算法

针对无线传感器网络（ WSNs）在测量数据丢包不确定性情况下的分布式H∞滤波问题,提出一种基于传感器丢包率不确定性预测的分布式H∞滤波算法。通过设计一种线性全阶滤波器,使得滤波误差能够收敛在均方渐近为零,同时抑制外界的干扰造成的H∞滤波衰减。根据滤波参数符合伯努利分布随机分布的原理,利用Lyapunov函数的方法,通过寻找最佳的滤波参数来保证在丢包率不确定的情况下对真值预测的随机稳定性。实验仿真结果表明：当观测数据存在不确定性丢包时,该滤波算法能发挥有效的滤波效果。