带有离散个体等级结构的种群系统的控制问题

提出一类基于离散个体等级结构的非线性种群模型,研究它的相关控制问题,包括系统可控性、镇定与最优收获问题.证明了系统的上(下)可控性、精确可控性和镇定性.仔细刻画了最优收获策略,对三类情形给出了具体的收获强度公式.通过数值模拟分析了个体经济价值对最优策略的影响.     

融合空间扩散与等级结构的种群系统的最优收获控制

分析一类基于个体等级差异和空间扩散的种群模型的最优收获控制问题,系统演化模型由二阶偏微分积分方程表征.运用Aubin引理和极值化序列方法建立了最优解的存在性,借助法锥理论和共轭系统技巧给出了最优控制器的特征刻画.所获成果为实际应用奠定基础.     

基于年龄结构的种群系统的最优收获控制

研究一类带年龄结构的非线性种群系统的最优收获问题.建立单种群阶段结构模型,对成年、幼年种群同时捕获,得到了单种群阶段结构模型在正平衡点渐近稳定的充分条件;并给出了脉冲控制时间间隔的上界估计值.分别对其幼年种群和成年种群捕获问题,给出以最大捕获可持续均衡收获(M SY)为目标的最优捕获策略.     

一类单时滞线性系统的模糊变结构控制

研究了一类单时滞线性系统变结构控制律的设计方法,基于模糊T-S模型把一类单时滞线性系统化为若干个时滞子系统,然后对时滞子系统设计变结构控制律,取全局控制作为系统的控制律,从而达到对单时滞线性系统系统进行控制的目的,给出了单时滞系统的滑模稳定的条件.仿真表明控制策略的有效性.     

具有阶段结构单种群系统的诱导控制

对具有阶段结构的单种群模型实施了三种诱导控制, 分别找到了相应的诱导控制区域.给出了诱导控制区域与使系统永久持续生存的最终有界区域的关系, 得到了使系统永久持续生存的诱导控制律.     

具有年龄结构的单种群模型的脉冲控制及其捕获策略

给出单种群阶段结构模型,利用脉冲微分方程的比较原理,通过状态反馈和输出反馈对模型变换后的系统进行了脉冲控制.对成年、幼年种群同时捕获,通过状态反馈,得到了单种群阶段结构模型在正平衡点渐近稳定的充分条件;通过输出反馈得到了相应的结论;并给出了脉冲控制时间间隔的上界估计值.分别对其幼年种群和成年种群捕获问题,给出以最大捕获可持续均衡收获(MSY)为目标的最优捕获策略.     

基于增益调度解耦控制的飞行控制系统研究

针对一类非线性系统,设计了增益调度解耦控制律,且给出了定量的闭环特性分析.在控制系统分析中,建立了闭环系统阶跃响应和动态性能指标关于控制参数的数学表达式,从而克服了许多控制算法中参数试凑的盲目性和重复性.此外,在控制律实现中,为保证作为调度变量的系统输出缓慢变化,且为避免工作点处实际模型和线性模型之间的大偏差以及控制量的瞬时值过大或是振荡,提出进行参考信号变换,即阶跃跳变部分都用正弦信号去替代.为验证所设计控制律的可行性和有效性,将其应用于四旋翼飞行器的飞行控制中.根据四旋翼飞行器的结构特性和运动原理,设计了递阶形式的飞行控制结构,并采用所提出的增益调度解耦控制律分别设计外环的位置控制器和内环的姿态控制器.飞行仿真结果表明所设计的飞行控制系统结构和所提出的控制律具有可行性和有效性.     

具有年龄等级结构的种群竞争系统的最优收获控制

该文研究一类带有年龄等级结构的种群竞争模型的最优收获强度控制问题.证明了最优策略的存在性,关于含有分布式和边界控制函数的偏微分积分系统建立了一个新的连续性定理,据此并运用法锥和共轭系统技巧对最优策略进行了精确刻画.此外,也展示了一些数值实验结果,考察了价格函数对最优收益的影响.     

广义时变系统的鲁棒容错控制

针对广义时变系统的鲁棒容错控制问题,基于矩阵不等式及建立Lyapunov方程的方法,首先,在系统出现执行器故障的情况下,分别给出了两种广义时变系统模型鲁棒镇定的充要条件.接着,在系统出现外部干扰的情况下,给出了相应模型鲁棒镇定的充分条件,同时给出了相应的容错控制器的设计方法.     

输入通道有干扰多变量MRAC系统全局稳定化控制

对具有未建模动态且输入通道存在干扰的动态不确定多输入多输出(MIMO)模型参考自适应控制(MRAC) 系统，仅应用系统的输入输出量测数据给出了一种变结构模型跟踪控制器设计机制.通过辅 助信号和带有记忆功能的正规化信号,并适当选择控制器参数, 所提出的变结构控制 (VSC)能保证闭环系统的全局稳定性,且跟踪误差可调整到任意小.     

年龄等级结构捕食种群系统的可控性与镇定

研究一类基于个体年龄的等级结构捕食种群系统模型的近似可控性及零解镇定问题.以线性系统的可控性结果为基础,运用多值映射的不动点方法证明了非线性系统的可控性,通过构造辅助的最优控制问题给出了控制策略的选取原则.当零解不稳定时,借助反馈控制和共轭系统对镇定所需的迁移控制作了精细描述.     

带有控制约束的不确定非线性系统的H_∞控制

研究了一类含有控制约束(饱和执行器)的不确定非线性系统的H_∞最优控制问题.首先,引入非二次型函数来解决控制受限的问题.然后借助二人零和微分对策理论研究H_∞最优控制问题,提出了模型自由的在线学习算法,仅仅通过在线获得的系统的状态信息而无需模型知识就能很好的解决H_∞控制问题.建立了执行网-评价网-扰动网三网络结构完成算法的在线实现.最后,利用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论给出了系统的稳定性分析,仿真算例验证了算法的有效性.     

不确定维数系统的变结构控制*

本文用泛函分析方法研究了不确定维数系统的变结构控制问题,给出了滑动模态的到达条件、滑动模态的稳定性条件和变结构控制规律的一般形式,初步建立了不确定维数系统变结构控制理论的基本框架。     

函数空间多体挠性结构系统动力学、稳定性与控制的研究

利用现代数学方法,在函数空间中研究了一类无穷维系统动力学、稳定性与控制问题.首先提出并建立了具有阻尼、陀螺部件和约束阻尼的多拓扑结构多挠体分布参数系统动力学控制模型;其次给出并论证了多体挠性结构特征、系统分析结果--可控可观性充要条件、稳定性理论和系统的渐近性质.研究的结果扩充和发展了本领域关于多挠体系统动力学与控制的理论成果,具有重要的工程意义.     

输入通道有干扰多变量MRAC系统的全局稳定化控制

对具有未建模动态并且输入通道存在干扰的动态不确定多输入多输出(MIMO)模型参考自适应控制(MRAC)系统,应用输出反馈给出了一种变结构模型跟踪控制器设计．系统的已建模部分有大于1的任意相对阶且已建模部分阶的上界是未知的．通过引入辅助信号和带有记忆功能的正规化信号,以及适当选择控制器参数,保证了闭环系统的全局稳定性,且跟踪误差可调整到任意小．     

非线性基准建筑物振动的主动控制

非线性基准建筑物的振动方程属于非仿射系统,目前的非线性模型降阶方法不能采用．而直接采用非线性控制策略所设计的控制器阶数较高,难以用于实际场合．为此,开发了一种适合于非线性建筑结构的新的振动主动控制方法,该方法思路是识别线性化的结构模型,进而根据力作用原理把控制力施加到所识别的结构模型上．该方法所建模型可以通过经验Grammian矩阵进行平衡降阶,所以具有较好的实用性．最后给出了3层基准结构的计算实例,其结果表明所提出的方法对土木工程结构是可行的．     

时滞供应链网络系统的切换模型预测控制方法

研究了具有时变时滞因素供应链网络系统中牛鞭效应的稳定化控制问题.由于时滞的时变特性,使得系统在不同时刻表现为不同的动态,从而将供应链库存系统建模为一类具有有限个子系统的切换系统模型.采用切换模型预测控制方法,给出了一个使得供应链切换系统指数稳定的充分条件.进而,通过在线求解一组线性矩阵不等式,给出了订单补偿控制增益的设计方法.最后,通过仿真验证了所得订单补偿控制策略能有效地抑制供应链网络系统中的牛鞭效应.     

基于损失厌恶的Littlewood容量控制准则

在传统的航空收益管理单航段两种票价等级的容量控制准则—Littlewood准则容量控制模型基础上考虑有限理性决策中的损失厌恶特性和参照依赖属性,以盈亏均衡点为基点,引入具有损失厌恶特征的效用函数,在Kahneman和Tversky预期理论(Prospect Theory,PT)的框架下,给出单航段两种票价等级的不同损失厌恶程度下高等级座位保护水平的计算公式.理论分析和数值算例均表明,随着损失厌恶程度的增加,在其他条件不变的前提下,高等级座位的保护水平将不断降低.     

带停时的奇异型随机控制问题研究

利用随机分析的知识及最优控制理论,推广了一类带停时的随机控制问题,针对不同参数,证明了最佳控制的存在性,分两种情况给出了最佳控制的存在区域,并给出了不同初始状态下,最佳控制的结构和最佳费用函数.由于将原模型中费用结构中的R-S积分的被积函数由1推广为满足某些条件的一般函数,所以推广后的模型更具一般性.     

模糊相轨迹模型Smith预估控制

针对一类可重复运行的时滞过程,将Smith预估控制的结构进行变形,以系统输出的相轨迹作为预估模型.证明指出只要原系统闭环稳定则相轨迹模型Smith预估控制系统稳定,且给出了算法的收敛性判据.为了得到相轨迹模型,用模糊方法对系统输出进行逼近,同时辨识了纯滞后时间.仿真表明,所提方法不需要已知过程的模型.通过一定次数的"迭代"即可克服纯滞后,从而克服了常规算法控制品质依赖精确数学模型的缺陷.同时该算法具有较强的鲁棒性.