2003年 第29卷 第1期
2003, 29(1): 1-7.
摘要:
讨论具有非线性耗散边界反馈的Euler-Bernoulli梁的镇定问题.首先利用非线性半群 理论和能量摄动方法,证明了文中所给出的非线性耗散边界反馈控制可以镇定闭环系统的能量， 并导出了闭环系统的能量衰减速度.然后用例子说明文中所给出的非线性耗散边界反馈控制具 有较强的实用性.
讨论具有非线性耗散边界反馈的Euler-Bernoulli梁的镇定问题.首先利用非线性半群 理论和能量摄动方法,证明了文中所给出的非线性耗散边界反馈控制可以镇定闭环系统的能量， 并导出了闭环系统的能量衰减速度.然后用例子说明文中所给出的非线性耗散边界反馈控制具 有较强的实用性.
2003, 29(1): 8-13.
摘要:
非线性逼近在许多方面有着广泛的应用."找链接"算法作为一种简洁有效的非线性逼 近方法有其独特的优势,该算法使用的"链接超平面"模型,也就是以"链接超平面"作为基函数. 理论分析表明使用这种基函数的模型表示能力不足,这使"找链接"算法不可能达到最佳逼近.本 文在二维空间上弥补了"链接超平面"模型的局限性,经扩充后的模型在二维空间上有充分的表 示能力,从理论上保证了扩充后的模型可以达到最佳逼近.仿真实验表明,在参数个数相同的情 况下,使用新模型的逼近算法在逼近精度与预测误差两方面都优于使用原模型.
非线性逼近在许多方面有着广泛的应用."找链接"算法作为一种简洁有效的非线性逼 近方法有其独特的优势,该算法使用的"链接超平面"模型,也就是以"链接超平面"作为基函数. 理论分析表明使用这种基函数的模型表示能力不足,这使"找链接"算法不可能达到最佳逼近.本 文在二维空间上弥补了"链接超平面"模型的局限性,经扩充后的模型在二维空间上有充分的表 示能力,从理论上保证了扩充后的模型可以达到最佳逼近.仿真实验表明,在参数个数相同的情 况下,使用新模型的逼近算法在逼近精度与预测误差两方面都优于使用原模型.
2003, 29(1): 14-22.
摘要:
提出了两个系统协调控制的概念,主要研究了不同系统间的互助合作问题,给出两个系 统间可协调稳定的充要条件及构造协调控制律的算法,并举例说明了所给结果的有效性,这些结 果都可以向多系统协调稳定问题推广.本文结果表明,在自反馈与关联反馈下两个系统之间很 容易实现协调稳定.本文所给出的控制机制有可能在由子系统集成组合系统的过程中起到作用.
提出了两个系统协调控制的概念,主要研究了不同系统间的互助合作问题,给出两个系 统间可协调稳定的充要条件及构造协调控制律的算法,并举例说明了所给结果的有效性,这些结 果都可以向多系统协调稳定问题推广.本文结果表明,在自反馈与关联反馈下两个系统之间很 容易实现协调稳定.本文所给出的控制机制有可能在由子系统集成组合系统的过程中起到作用.
2003, 29(1): 23-31.
摘要:
应用Kalman滤波方法,首次提出了一种统一的和通用的白噪声估计理论.它可统一处 理线性离散时变和定常随机系统的输入白噪声和观测白噪声的滤波、平滑和预报问题.提出了最 优和稳态白噪声估值器,且提出了白噪声新息滤波器和Wiener滤波器.它们可应用于石油勘探 地震数据处理,且为解决状态和信号估计问题提供一种新工具.两个仿真例子说明了其有效性.
应用Kalman滤波方法,首次提出了一种统一的和通用的白噪声估计理论.它可统一处 理线性离散时变和定常随机系统的输入白噪声和观测白噪声的滤波、平滑和预报问题.提出了最 优和稳态白噪声估值器,且提出了白噪声新息滤波器和Wiener滤波器.它们可应用于石油勘探 地震数据处理,且为解决状态和信号估计问题提供一种新工具.两个仿真例子说明了其有效性.
2003, 29(1): 32-37.
摘要:
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.
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.
2003, 29(1): 38-44.
摘要:
用基于滚动窗口的路径规划方法研究了全局环境未知时的机器人路径规划问题.该法 充分利用机器人实时测得的局部环境信息,以滚动方式进行在线规划,实现了优化与反馈的合理 结合.文中分析了不同凸障碍环境下滚动路径规划子目标选择策略,并且还探讨了规划算法的可 达性.
用基于滚动窗口的路径规划方法研究了全局环境未知时的机器人路径规划问题.该法 充分利用机器人实时测得的局部环境信息,以滚动方式进行在线规划,实现了优化与反馈的合理 结合.文中分析了不同凸障碍环境下滚动路径规划子目标选择策略,并且还探讨了规划算法的可 达性.
2003, 29(1): 45-53.
摘要:
研究了T-S(Takagi-Sugeno)模糊系统H∞控制设计问题.放宽了Kim E等的T-S模糊 系统可二次稳定的条件.给出了T-S模糊系统新的观测器设计方法.然后给出了T-S模糊系统 基于观测器的H∞控制存在的两个新的充分条件.新方法不但简单,而且充分考虑了模糊子系统 间的相互作用.最后通过例子,应用LMI技术,说明了本文给出的T-S模糊系统的基于观测器 的H∞控制器的设计方法简便易行.
研究了T-S(Takagi-Sugeno)模糊系统H∞控制设计问题.放宽了Kim E等的T-S模糊 系统可二次稳定的条件.给出了T-S模糊系统新的观测器设计方法.然后给出了T-S模糊系统 基于观测器的H∞控制存在的两个新的充分条件.新方法不但简单,而且充分考虑了模糊子系统 间的相互作用.最后通过例子,应用LMI技术,说明了本文给出的T-S模糊系统的基于观测器 的H∞控制器的设计方法简便易行.
2003, 29(1): 54-61.
摘要:
运用现代控制理论和方法,针对计算机高速互联网中最大努力服务交通流即能控交通 流的调节问题,提出了一种基于速率的具有比例加微分(PD)控制器结构的拥塞控制理论和方法． 在单个节点的交通流的模型基础上,运用控制理论中系统稳定性分析方法,讨论如何利用信终端 节点缓冲占有量的比例加微分的反馈形式来调节信源节点的能控交通流的输入速率,从而使被 控网络节点的缓冲占有量趋于稳定.仿真结果显示,在所设计的PD控制方案下,网络的有关性能 较好.
运用现代控制理论和方法,针对计算机高速互联网中最大努力服务交通流即能控交通 流的调节问题,提出了一种基于速率的具有比例加微分(PD)控制器结构的拥塞控制理论和方法． 在单个节点的交通流的模型基础上,运用控制理论中系统稳定性分析方法,讨论如何利用信终端 节点缓冲占有量的比例加微分的反馈形式来调节信源节点的能控交通流的输入速率,从而使被 控网络节点的缓冲占有量趋于稳定.仿真结果显示,在所设计的PD控制方案下,网络的有关性能 较好.
2003, 29(1): 62-71.
摘要:
基于Petri网的不变式理论,针对典型的自动制造系统,提出了Petri模型强制公平性 和活性的方法.首先,基于网论T-不变式的概念,把系统的网模型设计为一个公平网.此后,利 用P-不变式把一个公平网设计为一个活的且公平网.同时,提出了非冗余严格极小信标的概念, 大大简化了系统的分析与设计.一般说来,非冗余严格极小信标是系统严格极小信标一个小的 子集,尤其对于复杂系统的网模型.研究结果表明,只要使非冗余的严格极小信标受控,则系统 所有的严格极小信标就不会被清空.文中举例说明了这些控制方法的应用.研究结果适用于一 大类柔性制造系统,具有相当的普遍性.这种方法对于自动制造系统的调度设计也具有一定意义 和价值.
基于Petri网的不变式理论,针对典型的自动制造系统,提出了Petri模型强制公平性 和活性的方法.首先,基于网论T-不变式的概念,把系统的网模型设计为一个公平网.此后,利 用P-不变式把一个公平网设计为一个活的且公平网.同时,提出了非冗余严格极小信标的概念, 大大简化了系统的分析与设计.一般说来,非冗余严格极小信标是系统严格极小信标一个小的 子集,尤其对于复杂系统的网模型.研究结果表明,只要使非冗余的严格极小信标受控,则系统 所有的严格极小信标就不会被清空.文中举例说明了这些控制方法的应用.研究结果适用于一 大类柔性制造系统,具有相当的普遍性.这种方法对于自动制造系统的调度设计也具有一定意义 和价值.
2003, 29(1): 72-79.
摘要:
提出了一种鲁棒最优迭代控制器的设计方法.对于任意有界的参考输出和不确定的初 始值,建立了由最优迭代学习控制器保证闭环系统有界输入有界输出(BIBO)鲁棒稳定性的充要 条件.实际应用中可根据不确定初始设定值和干扰对加权矩阵进行调整,从而保证闭环系统性能 随迭代过程的进行而得到改进.在注塑机控制中的应用验证了本文结论的有效性.
提出了一种鲁棒最优迭代控制器的设计方法.对于任意有界的参考输出和不确定的初 始值,建立了由最优迭代学习控制器保证闭环系统有界输入有界输出(BIBO)鲁棒稳定性的充要 条件.实际应用中可根据不确定初始设定值和干扰对加权矩阵进行调整,从而保证闭环系统性能 随迭代过程的进行而得到改进.在注塑机控制中的应用验证了本文结论的有效性.
2003, 29(1): 80-85.
摘要:
讨论非线性奇异系统的输出调节问题,在没有可正常化的假设条件下,给出了降阶的 正常状态空间的输出动态反馈控制器的设计,并导出了这种控制器存在的充分必要条件.
讨论非线性奇异系统的输出调节问题,在没有可正常化的假设条件下,给出了降阶的 正常状态空间的输出动态反馈控制器的设计,并导出了这种控制器存在的充分必要条件.
2003, 29(1): 86-94.
摘要:
综合集成研讨厅理论体系是作为处理开放的复杂巨系统的有关问题而提出的,其实质 是一个人机协作的智能信息系统.本文主要探索研讨厅的实现途径,给出了基于网络的研讨厅的 层次模型与系统结构,提出了基于内嵌客户/Agent/服务器的请求器-中介器-供应器模型的多 智能体研讨厅的多层分布计算模型,并基于Java的智能信息Agent技术探讨了支持宏观经济决 策的多智能体研讨厅的构架及工作机制.研究表明,基于Internet有关技术与Agent计算技术有 可能实现研讨厅,并由于Agent技术的优势而可能得到较好的系统性能.
综合集成研讨厅理论体系是作为处理开放的复杂巨系统的有关问题而提出的,其实质 是一个人机协作的智能信息系统.本文主要探索研讨厅的实现途径,给出了基于网络的研讨厅的 层次模型与系统结构,提出了基于内嵌客户/Agent/服务器的请求器-中介器-供应器模型的多 智能体研讨厅的多层分布计算模型,并基于Java的智能信息Agent技术探讨了支持宏观经济决 策的多智能体研讨厅的构架及工作机制.研究表明,基于Internet有关技术与Agent计算技术有 可能实现研讨厅,并由于Agent技术的优势而可能得到较好的系统性能.
2003, 29(1): 95-101.
摘要:
蚁群算法作为解决优化问题的有力工具,它的有效性已经得到了证明.由于其生物学背 景,基本蚁群算法被设计来求解复杂的排序类型组合优化问题,在连续空间优化问题的求解方面 研究很少.本文提出一种嵌套混合蚁群算法,用于解决具有混杂变量类型的复杂生产调度问题, 在一种新的最佳路径信息素更新算法的基础上,提高了搜索效率.计算机仿真结果表明,本文提 出的方法在求解此类问题上性能优于另一种基于进化计算的有效方法--遗传算法.
蚁群算法作为解决优化问题的有力工具,它的有效性已经得到了证明.由于其生物学背 景,基本蚁群算法被设计来求解复杂的排序类型组合优化问题,在连续空间优化问题的求解方面 研究很少.本文提出一种嵌套混合蚁群算法,用于解决具有混杂变量类型的复杂生产调度问题, 在一种新的最佳路径信息素更新算法的基础上,提高了搜索效率.计算机仿真结果表明,本文提 出的方法在求解此类问题上性能优于另一种基于进化计算的有效方法--遗传算法.
2003, 29(1): 102-109.
摘要:
将传统用于离散空间问题求解的蚁群算法引入连续空间内的系统参数辨识问题求解, 定义了各智能单蚁的信息量分布函数和相应的系统辨识求解算法,并在线性系统参数辨识的实 例仿真中得到了很好的结果,显示了蚁群算法在连续空间优化问题中的应用前景.最后,对蚁群 算法在连续空间优化领域中的适用特征作了总结,并指出了今后进一步工作的方向.
将传统用于离散空间问题求解的蚁群算法引入连续空间内的系统参数辨识问题求解, 定义了各智能单蚁的信息量分布函数和相应的系统辨识求解算法,并在线性系统参数辨识的实 例仿真中得到了很好的结果,显示了蚁群算法在连续空间优化问题中的应用前景.最后,对蚁群 算法在连续空间优化领域中的适用特征作了总结,并指出了今后进一步工作的方向.
2003, 29(1): 110-124.
摘要:
该文回顾了近几年来摄像机自标定技术的发展,并分类介绍了其中几种主要方法.同 传统标定方法相比,自标定方法不需要使用标定块,仅根据图像间图像点的对应关系就能估计 出摄像机内参数.文中重点介绍了透视模型下的几种重要的自标定方法,包括内参数恒定和内 参数可变两种情形;最后还简要介绍了几种非透视模型下的摄像机自标定方法.
该文回顾了近几年来摄像机自标定技术的发展,并分类介绍了其中几种主要方法.同 传统标定方法相比,自标定方法不需要使用标定块,仅根据图像间图像点的对应关系就能估计 出摄像机内参数.文中重点介绍了透视模型下的几种重要的自标定方法,包括内参数恒定和内 参数可变两种情形;最后还简要介绍了几种非透视模型下的摄像机自标定方法.
2003, 29(1): 125-129.
摘要:
对具有滞后工业过程稳态优化进程提出加权超前局部对称双积分型迭代学习控制算 法.基于理想轨线与控制系统的实际输出动态信息,提出基本的迭代学习控制算法并分析和论证 算法的收敛性,给出局部对称积分区间参数的确定策略.数字仿真表明,加权超前局部对称双积 分型迭代学习控制算法能有效消除噪声对系统输出信号的影响并能改善滞后工业过程稳态优化 进程中控制系统的动态品质,如减少超调,缩短过渡时间,加快响应速度等.
对具有滞后工业过程稳态优化进程提出加权超前局部对称双积分型迭代学习控制算 法.基于理想轨线与控制系统的实际输出动态信息,提出基本的迭代学习控制算法并分析和论证 算法的收敛性,给出局部对称积分区间参数的确定策略.数字仿真表明,加权超前局部对称双积 分型迭代学习控制算法能有效消除噪声对系统输出信号的影响并能改善滞后工业过程稳态优化 进程中控制系统的动态品质,如减少超调,缩短过渡时间,加快响应速度等.
2003, 29(1): 130-134.
摘要:
在作者前期工作的基础上,进一步展示了模糊神经网络与专家系统等智能化方法在 电弧焊动态过程与焊缝成形控制中的应用结果.在模糊推理与神经网络结合的单人单出焊接电 流控制器FNNC设计的基础上,设计了专家系统控制器用于调节焊接速度,完成了焊接熔池动 态过程双人双出智能控制器的设计,实现了脉冲GTAW正反面熔宽与焊缝成形的同时智能控 制.与前期工作一并构成了对电弧焊接熔池动态过程和焊接质量智能控制途径的成功探索.
在作者前期工作的基础上,进一步展示了模糊神经网络与专家系统等智能化方法在 电弧焊动态过程与焊缝成形控制中的应用结果.在模糊推理与神经网络结合的单人单出焊接电 流控制器FNNC设计的基础上,设计了专家系统控制器用于调节焊接速度,完成了焊接熔池动 态过程双人双出智能控制器的设计,实现了脉冲GTAW正反面熔宽与焊缝成形的同时智能控 制.与前期工作一并构成了对电弧焊接熔池动态过程和焊接质量智能控制途径的成功探索.
2003, 29(1): 135-141.
摘要:
抑制非最小相位系统的右半平面零点所造成的负调至今仍是个开放问题.以同时抑制 非最小相位系统的超调、负调和调整时间为目的,合理融合遗传算法的并行搜索结构和模拟退 火的可控性概率突跳,提出了设计一类PID控制器的混合优化策略.基于典型系统的数值仿真 验证了混合策略的有效性和对系统的适应性,以及所设计控制器的优越性.
抑制非最小相位系统的右半平面零点所造成的负调至今仍是个开放问题.以同时抑制 非最小相位系统的超调、负调和调整时间为目的,合理融合遗传算法的并行搜索结构和模拟退 火的可控性概率突跳,提出了设计一类PID控制器的混合优化策略.基于典型系统的数值仿真 验证了混合策略的有效性和对系统的适应性,以及所设计控制器的优越性.
2003, 29(1): 142-148.
摘要:
研究了具有圆盘区域极点约束的一类不确定离散广义系统的鲁棒控制问题.首先,研 究了控制输入项不含扰动的不确定离散广义系统,提出了广义二次D镇定的概念,基于矩阵不 等式和广义Riccati方程,给出了一种广义二次D镇定器的设计方法,所得到的结论能够实现研 究目标;然后,讨论了控制输入项含有扰动的不确定离散广义系统,在一定的假设条件下,给出 了期望状态反馈增益阵的存在条件及其解析表达式.最后,用数值示例说明所给方法的有效性 及可行性.
研究了具有圆盘区域极点约束的一类不确定离散广义系统的鲁棒控制问题.首先,研 究了控制输入项不含扰动的不确定离散广义系统,提出了广义二次D镇定的概念,基于矩阵不 等式和广义Riccati方程,给出了一种广义二次D镇定器的设计方法,所得到的结论能够实现研 究目标;然后,讨论了控制输入项含有扰动的不确定离散广义系统,在一定的假设条件下,给出 了期望状态反馈增益阵的存在条件及其解析表达式.最后,用数值示例说明所给方法的有效性 及可行性.
2003, 29(1): 149-153.
摘要:
首次提出切换组合系统的概念,给出了使此系统渐近稳定的分散切换控制律的设计, 研究了带有连续控制量的组合大系统采用分散混杂状态反馈稳定化问题.
首次提出切换组合系统的概念,给出了使此系统渐近稳定的分散切换控制律的设计, 研究了带有连续控制量的组合大系统采用分散混杂状态反馈稳定化问题.
2003, 29(1): 154-160.
摘要:
马尔可夫定位算法是利用机器人运动环境中的概率密度分布进行定位的方法.使用该 方法机器人可在完全不知道自己位置的情况下通过传感器数据和运动模型来估计自己的位置. 但是,在研究中发现它还存在一些问题,如概率减小到零后就无法恢复.对只有距离传感器的机 器人在对称的环境中仅仅采用该算法就无法确定位置.为了解决这些问题,文中给出了修正算 法,并建议在机器人上装上方向仪(如指南针或陀螺仪等),然后利用定义的一个角度高斯分布 函数来构造新的机器人感知模型.在此基础上详细地阐述了一种新的自定位技术.最后,采用仿 真程序验证了机器人在对称环境中运动时这一新算法的可行性.
马尔可夫定位算法是利用机器人运动环境中的概率密度分布进行定位的方法.使用该 方法机器人可在完全不知道自己位置的情况下通过传感器数据和运动模型来估计自己的位置. 但是,在研究中发现它还存在一些问题,如概率减小到零后就无法恢复.对只有距离传感器的机 器人在对称的环境中仅仅采用该算法就无法确定位置.为了解决这些问题,文中给出了修正算 法,并建议在机器人上装上方向仪(如指南针或陀螺仪等),然后利用定义的一个角度高斯分布 函数来构造新的机器人感知模型.在此基础上详细地阐述了一种新的自定位技术.最后,采用仿 真程序验证了机器人在对称环境中运动时这一新算法的可行性.
