非最小相位高超声速飞行器自适应动态面控制

研究存在参数不确定和非最小相位特性的吸气式高超声速飞行器的控制律设计问题.通过深入分析被控对象的动力学特点,提出了一种新型设计思想.将系统分为速度子系统和俯仰动力学子系统分别进行设计.针对速度子系统,设计自适应动态逆控制;针对非最小相位俯仰动力学子系统,设计高增益自适应动态面控制.稳定性分析表明,系统的跟踪误差是一致最终有界的,其它状态是有界的.最后的数值仿真验证了该方法的有效性.     

短时交通状态预测下交通控制子区自动划分方法

如何依据交通态势变化而进行交通控制子区的动态划分,一直是区域交通自适应协调控制系统中的难点.为解决该问题,首先依据预测的交通流量并结合交叉口的相位和信号周期,提出了一种短时预测交叉口交通状态的方法,给出交叉口的交通状态;然后在相邻交叉口间距最大-最小原则的静态子区划分基础上,结合短时预测的交叉口状态,设计了相邻交叉口相似度计算方法,并提出了一种基于相邻交叉口相似度的交通控制子区动态划分方法;最后,通过算例分析,对短时交通状态预测下的交通控制子区自动划分方法进行了验证.结果表明,文章提出的方法能够使交通控制子区依据路网交叉口交通状态的变化而进行自动调整,使划分的各控制子区更符合实际的交通需求.     

基于航段需求计算网络竞价的近似动态规划方法

竞价控制是收益管理中广泛应用的一种存量控制方法.将网络存量控制问题描述为一个动态规划模型,通过状态向量的一个仿射函数近似动态规划的最优值函数,并且在航段水平上考虑随机需求,最终得到一个计算网络竞价所需的确定性线性规划(DLP),相对于标准的DLP,这个DLP得到了更接近于动态规划最优值的上界.给出了一个列生成算法用于求解这个DLP,并提供了模拟算例,计算结果表明可获得比标准的DLP方法更好的收益.     

基于排队模型的警力人员排班计划

社会发展日益增长的警力需求与目前警力资源的限制之间的矛盾使得如何提高现阶段的警力资源的利用效率是一个迫切需要解决的问题.基于警情主导警务的指导思想,考虑动态警力需求,在多目标整数规划中引入排队论理论,并以排班公平性为目标,对传统模型进行改善,然后建立动态需求下的警力排班模型.运用Matlab对实例数据求解结果,得到模型下的一个警力排班计划,与此同时进一步比较了结果相对传统模型下的结果的优越性与合理性,使得警情等待处理的时间得到了有效控制,而且考虑了每一位警务人员工作时间公平性,为当前社会警力方面的人力资源配置优化提供了一个现实有效的解决方案.     

演化博弈与逻辑动态系统的优化控制

探讨演化博弈与逻辑动态系统的优化控制的关系.主要内容包括三个方面:1)讨论基于演化博弈的逻辑动态(控制)系统的建模,即如何从演化动态博弈导出多值逻辑系统的优化控制问题;2)多值逻辑系统在平均收益和带贴现因子的总收益两种性能指标下的优化控制的基本结论与算法;3)如何从逻辑动态系统的最优控制导出演化博弈的纳什均衡.使用的基本工具是矩阵的半张量积,基本方法是将逻辑动态系统转化为基于矩阵的离散时间动态系统和博弈策略的矩阵表示.     

广义系统动态输出反馈控制设计的新方法

对于连续时间的广义系统,基于线性矩阵不等式(LMI),提出了动态输出反馈H_∞控制设计的新方法.给出了广义系统动态输出反馈H_∞控制存在的充分条件.通过求解线性矩阵不等式和矩阵方程实现控制的设计.所提出确定控制的方法是简洁和易于实现的.一个数值例子说明了提出方法的设计过程和控制的有效性.     

动态经济学数学建模及稳定化控制分析

通过考虑需求函数和供给函数受到不连续因素的影响以及引进切换型的控制策略,建立由右端不连续微分方程刻画的非线性价格调整模型.利用微分包含理论和Lyapunov稳定性方法分析不连续价格调整模型的有限时间稳定化控制问题,并给出数值模拟实例进行验证说明.最后,结合动态经济学数学建模提出数学建模教学改革的几点建议.     

赋范线性空间中动态目标集的最大时间函数的Fréchet次微分

本文考虑赋范线性空间中动态目标集的最大时间函数.该函数由动态的目标集和非空仿射控制集决定,以最远距离函数为其特例.本文建立了动态目标集的最大时间函数的Frechet次微分的上下估计式,该估计式由相应的法锥和控制集的支撑函数表示.     

周期量子系统中状态演化的Bloch定理和一种新的量子相位

在具有周期Hamilton量的量子系统中,含时Schrodinger方程存在相对于时间坐标的Bloch函数形式的解,它们构成解空间的正交归一基.据此可以定义一种新的量子相位.称为Bloch相位.这种相位是特殊的Aharonov-Anandan相位,并当瞬时本征能的简并度不随时间变化时,在绝热近似下化作Berry相位.对上述一般结论不仅做了论证,并以在匀角速旋进的磁场中的自旋磁矩为例作了具体计算.     

动态系统的一阶特征模型与直线伺服系统的自适应迭代学习控制

就线性定常/时变系统以及非线性系统,依据特征模型理论,给出动态系统的一阶特征模型.其特征参数随时间变化,即以一阶时变差分方程描述受控系统的动态特性;与二阶和三阶特征模型相比较,一阶模型具更少参数.为解决由一阶特征模型描述的系统的控制问题,提出基于遗忘因子迭代学习辨识的自适应迭代学习控制方法.迭代学习辨识适于时变参数的估计,它允许被估计参数随时间快速变化,抑或突变.以直线伺服系统的位置跟踪控制为例,给出一种基于特征模型与LQ最优控制策略的自适应迭代学习控制方案.仿真与实验结果表明,提出的控制方案能够有效实现受控系统的位置跟踪控制.     

Optimal Decentralized Regulation for a Class of Flow Networks

Optimal decentralized regulation is considered for a class of flow networks where, at each intersection, a selective switch links a single input–output pair at anytime. It is shown that a special case of the above is an urban traffic network with signalized intersection. We analyze first the traffic situation of an isolated intersection based on the point-queuing model of traffic and model the intersection dynamics via two states: either unsaturated or saturated. According to the different traffic characteristics of the two states, we design two intersection controllers and then combine them into one hybrid controller. This hybrid controller is extended to the multi-intersection case and becomes a decentralized hybrid intersection controller. A simulation study is given in this paper and it shows that this decentralized hybrid intersection control method can improve the performance of traffic networks and by extension the performance of more general flow networks.     

信号交叉口车辆的延误分析

针对路段上交通流的特性,以及信号交叉口交通流的动态流通特征,分析了车辆到达信号交叉口的规律以及车辆越过停车线的特点,从而建立了停车延误模型;又分析了单个相位停车线的长度与交叉口几何特征的关系,及车辆在通过信号交叉口之间的路段过程中的运行特性,建立了相位延误模型;从而得到一个在信号交叉口处适用任何饱和度的排队延误模型,使得结果更贴近车辆在信号交叉口的实际延误时间.     

Generating the family of all traffic signal light cycles coordinated with pedestrian crosswalks

In this paper, the problem of setting traffic light cycles at crossroads and intersections is considered in order to reduce traffic congestion by minimizing total vehicle waiting time. In general, a signal light cycle should have the least number of phases. A method to determine the family \(\wp \) of all discrete cycle phasing systems with the minimum number of phases is presented. The aim is to detect from among all the components of \(\wp \) the most appropriate phasing sequence for traffic control corresponding to a current traffic situation, taking into account the activity of all pedestrian crosswalks at the intersection. The method is applied to both a typical and a complex multi-cross intersection. The problem, dealing with traffic movements and the conflicting relations that arise, is stated within the framework of graph theory.     

道路维修施工路段交通分流信控优化模型

针对道路维修施工期间常采用的部分路面封闭施工且利用辅路进行分流的情形,探讨了交通分流信控优化模型。借助交通流波动理论,分析了施工路段及其前后车流拥挤排队及疏散特征和规律,分析了对车流进行控制需满足的约束,并分析了车流的延误计算公式。以总的车辆行驶时间最小化目标,原路径及分流路径的绿时分配及信号周期为优化参数,考虑交通分流控制的各种约束,建立了道路施工路段交通分流信控优化模型。分析了该模型属于非凸问题,因此提出了一种近似求解最优解的办法。通过一个示例对模型和求解算法进行了验证,并对一些规律性结果进行了分析。     

驾驶者行为选择对十字路口通行能力的影响

考虑通过十字路口时左转车辆和直行车辆发生路权冲突时的不同驾驶者行为,将驾驶者分为跟随型驾驶者和谦让型驾驶者,并建立了左转车辆通过十字路口的模型,研究不同的驾驶者行为选择对十字路口通行能力的影响。结果表明,随着交通流量逐渐增加,驾驶者的行为越趋向于跟随时,十字路口的通行能力将会急剧降低;而当驾驶者的行为趋向于谦让时,十字路口的通行能力甚至优于有交警指挥的情形。该结果很好地解释了在行车高峰期中国十字路口堵塞的原因,即驾驶者的行为选择,可以通过改变驾驶者的行为选择和在交通流量达到一定的饱和度时派出交警来改善十字路口的通行能力。     

Fuzzy logic based intersection delay estimation

A fuzzy logic based delay estimation system is proposed and modelled. Conventional method of delay study involves solving static engineering equations in which only technical factors (traffic demand, roadway geometry, and signal control, etc.) are considered and the affect of nontechnical factors (such as weather or visibility) cannot be analyzed since they do not follow a predefined process. The fuzzy logic based delay estimation combines the complex technical and nontechnical factors and is adaptive to the changing driving environment. The rule base of the delay estimation system is constructed either following a mathematical model or from real-time traffic operational data. Simulation and field test of the fuzzy system have shown that fuzzy logic based modelling is a promising approach to improving intersection delay estimation.     

交通灯数学模型

主要讨论在假定车流均匀的前提下如何安排路口的交通灯时间才能使路口的交通达到最大限度的畅通.这里交通最大限度通畅的定义是一个交通周期内积存车辆的最大可能长度达到最小.文章首先以最大限度通畅为目标,道路条件、行人通过马路等条件为约束,建立优化模型解决孤立丁字路口的交通灯安排问题,这个模型也适用于孤立十字路口的分析.随后文章建立了多个路口相连时路口交通灯的安排模型.最后,文章讨论了上述几个模型的稳定性以及改进方向.     

An Ant Colony Optimisation algorithm for solving the asymmetric traffic assignment problem

In this paper we propose an Ant Colony Optimisation (ACO) algorithm for defining the signal settings on urban networks following a local approach. This consists in optimising the signal settings of each intersection of an urban network as a function only of traffic flows at the accesses to the same intersection, taking account of the effects of signal settings on costs and on user route choices. This problem, also known as Local Optimisation of Signal Settings (LOSS), has been widely studied in the literature and can be formulated as an asymmetric assignment problem. The proposed ACO algorithm is based on two kinds of behaviour of artificial ants which allow the LOSS problem to be solved: traditional behaviour based on the response to pheromones for simulating user route choice, and innovative behaviour based on the pressure of an ant stream for solving the signal setting definition problem. Our results on real-scale networks show that the proposed approach allows the solution to be obtained in less time but with the same accuracy as in traditional MSA (Method of Successive Averages) approaches.     

Equilibrium Arrival Rates at a Partially-Obstructed Intersection

A lane of traffic approaches an intersection where a traffic signal mediates between two possibilities: continued travel on that lane, or a turn onto a one-way street. Movement stops temporarily whenever a vehicle arrives at the intersection during a period permitting the alternative that is not the driver's intention. A simple model is presented which mathematically verifies the intuition that this type of signal cannot allow traffic to move efficiently during the rush-hour.     

考虑城市住房分布的二维连续型动态交通分配模型及其污染物排放估计

将城市交通路网抽象为二维连续的平面,提出一个考虑城市住房分布的二维连续型动态交通分配模型,并估计了城市交通污染物排放水平.该模型中,住房分布影响交通需求,出行者根据用户最优准则选择出发时间和路径,可以用于模拟城市交通运行的动态演化过程,得到密度、速度和流量等物理量.采用基于车辆速度和加速度的微观污染物排放模型VT-micro估计城市交通CO2动态排放水平.基于三角网格,采用有限体积法、投影算法和相继平均法进行数值求解,给出一个数值算例验证了模型和算法的有效性.