李洪兴教授领导的复杂系统智能控制实验室成功实现平面运动二级倒立摆实物系统控制

20 0 3年 3月 2 5日北京师范大学李洪兴教授领导的复杂系统智能控制实验室成功地实现了平面运动二级倒立摆实物系统控制 .自从 2 0 0 2年 8月李洪兴教授领导的科研团体在世界上首次成功实现四级倒立摆实物系统以后 ,他们又将“平面运动倒立摆实物系统控制的实现”作为重要研究课题之一 .此前他们已经实现的一级至四级倒立摆均为“直线运动倒立摆” .据李洪兴教授介绍 ,从控制理论和控制工程的意义上讲 ,平面运动倒立摆实物系统控制的实现要比直线运动倒立摆实物系统控制的实现困难得多 ;这不仅是因为这样的系统其变量、非线性程度及不稳定性…     

世界首例"平面运动二级倒立摆实物系统控制"试验成功

20 0 3年 3月 2 5日北京师范大学李洪兴教授领导的复杂系统智能控制实验室成功地实现了平面运动二级倒立摆实物系统控制。自从 2 0 0 2年 8月李洪兴教授领导的科研团体在世界上首次成功实现四级倒立摆实物系统以后 ,他们又将“平面运动倒立摆实物系统控制的实现”作为重要研究课题之一。此前他们已经实现的一级至四级倒立摆均为“直线运动倒立摆”。据李洪兴教授介绍 ,从控制理论和控制工程的意义上讲 ,平面运动倒立摆实物系统控制的实现要比直线运动倒立摆实物系统控制的实现困难得多 ;这不仅是因为这样的系统其变量、非线性程度及不稳定性…     

2003年《数学通报》总目次

寄语数学青年文化观下的数学教育的实践与认识祁　平 1 (2 )………青年数学教师的“充水”法则张永春 2 (封二 )………三尺讲台　地广天阔马成瑞 4(6)………………………新学科介绍李洪兴教授领导的复杂系统智能控制实验室成功实现平面运动二级倒立摆实物系统控制 6(封二 )………………模糊控制理论及其在倒立摆控制中的应用　　冯艳宾等 6(1 )………………………………………北京师范大学在世界上首次成功实现平面运动三级倒立摆实物系统控制 1 2 (封二 )………………………………数学教育数学教学应把学科分支的基本思想提到教与学的指导…     

北京师范大学在世界上首次成功实现平面运动三级倒立摆实物系统控制

20 0 3年 1 0月 2 7日北京师范大学数学系李洪兴教授领导的复杂系统智能控制实验室采用高维变论域自适应控制理论在世界上第一个成功地实现了平面运动三级倒立摆实物系统控制 .倒立摆仿真或实物控制实验是控制领域中用来检验某种控制理论或方法的典型方案 .最初研究开始于二十世纪 5 0年代 ,麻省理工学院 (MIT)的控制论专家根据火箭发射助推器原理设计出一级倒立摆实验设备 ,而后人们又参照双足机器人控制问题研制二级倒立摆控制设备 ,从而提高了检验控制理论或方法的能力 ,也拓宽了控制理论或方法的检验范围 .三级倒立摆是由一、二级倒立…     

科技简讯

由北京师范大学数学系李洪兴教授领导的科研团队采用“变论域自适应模糊控制理论”成功地实现了全球首例“四级倒立摆实物系统控制”。 2 0 0 2年 8月 2 8日 ,教育部组织包括 3位院士在内的1 2位著名数学家对这一成果进行了鉴定 ,认为这是一项原创性的具有国际领先水平的重大科研成果。倒立摆仿真或实物控制实验是控制领域中用来检验某种控制理论或方法的典型方案。 2 0世纪50年代 ,麻省理工学院 (MIT)的控制论专家根据火箭发射助推器原理设计出一级倒立摆实验设备 ,而后世界各国都将一级倒立摆控制作为验证某种控制理论或方法的典型方案…     

平面运动n级倒立摆系统建模及统一表示

针对小车平面运动n级倒立摆系统,利用Lagrange方程和刚体力学的一些理论,给出了模型建立过程,最后得到了平面运动n级倒立摆的统一数学模型.     

无迹卡尔曼滤波算法在二级倒立摆上的应用研究

研究滤波算法在倒立摆系统控制中的应用。首先,采用机理法建立二级倒立摆的数学模型。其次,利用线性二次型控制器和无迹卡尔曼滤波算法,实现了二级倒立摆系统的仿真控制。特别地,从实验角度考察使用滤波算法与否对二级倒立摆系统控制效果的影响。实验结果表明,使用无迹卡尔曼滤波算法可明显提高控制器收敛速度,改善其稳定性,减少其超调量。进一步,对加无迹卡尔曼滤波算法和加扩展卡尔曼滤波算法进行的对比实验表明,前者收敛速度快,振动平稳,超调量小。采用无迹卡尔曼滤波算法对倒立摆系统进行实时滤波是非常有效的方案。     

基于Labview的一级环形倒立摆逆系统轨迹法自动摆起控制

利用求解非线性方程两点边值问题,得到逆系统参考轨迹;通过设计逆系统前馈控制及LQR反馈控制器,对参考轨迹实时跟踪。基于QNET 2.0旋转倒立摆实验平台,采用Labview编程软件,实现了一级环形倒立摆的自动摆起与稳定的实物控制。实验结果证明控制算法的有效性,可以使一级环形倒立摆在一个摆周期内自动摆起,并保持稳定状态。与能量法自动起摆实验比较,逆系统算法具有较好的快速性和稳定性。     

平面运动n级倒立摆的鲁棒保成本模糊控制

针对参数不确定平面运动n级倒立摆系统,研究了鲁棒保成本模糊控制器设计问题。给出了将系统动力学模型转化为一种新型广义T-S模糊模型的方法,由此避免了求逆矩阵的过程。为获得保守性更低的系统稳定性设计条件,通过引入松弛变量矩阵来解耦Lyapunov函数中的系统矩阵,增加了设计条件的自由度。然后讨论了最优鲁棒保成本模糊控制器的设计条件,并将这些条件转换成了线性矩阵不等式(LMI)的凸优化问题。最后,在仿真实验中以平面运动二级倒立摆系统为例验证了本文方法的有效性。     

基于滑模方法的倒立摆台车系统的非线性控制

以倒立摆台车系统为研究对象，将系统状态分成两组，构造出一种双层滑动面，给出一种基于滑模控制的非线性控制律，并设计了控制器参数．然后采用Lyapunov方法，证明了各级滑动平面的稳定性，实现了台车在水平方向位置及摆角的渐近跟踪．     

复杂双摆的KAM定理

本文建立了复杂双摆的Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ运动方程,并将重力作为扰动,利用ＫＡＭ理论研究了复杂双摆的运动规律,研究结果表明,复杂双摆运动规律与传统双摆运动规律灰似,当重力能量与总能量相比很小时,ＫＡＭ不变闭曲一存在表明无重力系统的“总动量”守恒的特点。     

中国系统工程学会第十二届学术年会暨第六届全国会员代表大会会议纪要

中国系统工程学会第十二届学术年会暨第六届全国会员代表大会于 2 0 0 2年 11月 1-4日在云南大学召开。参加本次大会有来自全国各地的 2 0 0多名专家、学者、教授 ,其中还包括多名院士。11月 2日 ,大会开幕式在云南大学科学馆举行 ,云南省系统工程学会理事长廖鸿志教授主持了开幕式 ,中国系统工程学会理事长、国际系统联合会 ( IFSR)主席顾基发研究员致开幕词 ,云南省科学技术协会主席苏君红院士 ,云南大学副校长汪戎教授致了欢迎词。云南省政府宋玉麟副秘书长也出席了开幕式 ,并作了“云南省实施西部大开发战略构想”的大会讲话。围绕“…     

三级倒立摆的T-S型前馈补偿模糊神经网络控制

为解决T akag i-Sugeno型模糊神经网络在控制多变量系统时的规则组合爆炸问题,提出一种误差前馈补偿的模糊神经网络控制方案,有效实现了三级倒立摆的稳定控制。该控制方案适用对状态变量可按性质和重要程度划分的多变量系统的控制,大大减少了模糊神经网络控制器的规则数,有利于利用专家的控制经验,具有良好的鲁棒性和非线性适应能力。     

中国系统工程学会模糊数学与模糊系统委员会第十届学术会议纪要

(2 0 0 0年 1 0月 2 0日 )中国系统工程学会模糊数学与模糊系统委员会第十届学术会议于 2 0 0 0年 1 0月 1 7— 2 0日在江西省南昌市召开 ,本次会议由江西师范大学和江西财经大学联合承办 ,得到了江西省政府、江西师范大学和江西财经大学领导的关怀与支持。江西师范大学数学和信息科学学院与江西财经大学的同志们为本次大会的顺利召开作出了巨大的努力 ,付出了辛勤的劳动 ,受到与会代表的一致好评。出席本次会议的代表共 1 2 0余人 ,会议期间 ,与会代表认真听取并审议了主任委员吴从火斤教授所作的委员会工作报告 ,吴从火斤教授在报告中总结…     

关于用同步卫星覆盖地球表面的问题

贵刊 2 0 0 2年第 9期《覆盖的应用》一文指正了《数学题解辞典》一书中出现的“同步卫星距地面 1 2 740公理”的错误 ,作为中学生是值得赞许的 ,但该文又提出用 4颗同步卫星组成正四面体的覆盖网 ,这其实是不可能实现的 .卫星能和地球同步 ,只有位于地球赤道正上方、并同步于地球自转方能实现 ,才能表现为“同步” .作者们显然并没注意到这个简单的物理事实 .因而 ,在赤道上空无论如何是布置不了这样的“四颗卫星系统”的———从几何上说 ,所有的同步卫星 (无论有多少颗 )其实都只是在赤道平面上一个同心的大圆上 ,而绝不可能成为文中说的…     

Duffing系统在双参数平面上的分岔演化过程

给出了参数空间上最大Lyapunov指数的计算方法,数值计算了Duffing系统在双参数平面上的最大Lyapunov指数.结合单参数最大Lyapunov指数、分岔图、相图以及时间历程图,讨论了Duffing系统在双参数平面上的分岔以及随系统控制参数变化的分岔演化过程.结果发现在双参数平面上系统发生叉式分岔,出现具有缺边现象的两个不同区域,该区域内系统对初值有较强的敏感性,存在两吸引子共存现象;系统运动经过周期跳跃曲线时振动幅值突然减小;系统外激励频率较小时常引起颤振运动.此外,在两个具有缺边现象的区域内,随刚度系数的不断增加,系统出现了倍周期分岔曲线环,而且倍周期分岔曲线环内不断嵌套新的倍周期分岔曲线环,导致系统最终经倍周期分岔序列进入混沌状态,随着控制参数的变化,系统在双参数平面上的动力学特性变得非常复杂.     

教育部非数学专业数学教学指导委员会2002年度全体会议纪要

教育部非数学类专业数学基础课程教学指导委员会 2 0 0 2年度全体会议于 2 0 0 2年 11月 15— 16日在上海同济大学召开 .开幕式由同济大学黄自萍教授主持 ,同济大学副校长和上海市高教处副处长到会讲了话 .在全体会议上 ,委员会主任委员冯克勤教授简要总结了一年的工作 ;高等教育出版社理工分社徐刚副社长介绍了教育部推行“质量工程”的情况 ;乐经良教授介绍了过去一年在医科数学调研的情况和 5月份专题会议的情况 ;李尚志教授介绍了文科数学调研的情况和 5月份专题讨论的情况 .全体委员对过去一年的工作进行了总结讨论 .根据 2 0 0 1年在…     

中考创新题又添新家族——几何“渗透型”试题解法评析

贵刊 2 0 0 2年第 6期刊登了我校高级教师、江苏省优秀教育工作者于志洪撰写的《中考创新题又添新家族———代数“渗透型”试题解法评析》一文 ,读后颇受启迪、收益匪浅 .为帮助初三师生进一步了解这类“渗透型”试题的解法 ,本文现将其姐妹篇《中考创新题又添新家庭———几何“渗透型”试题解法评析》介绍如下 ,供初三师生教与学时参考 .为行文简洁 ,文中所选例题均为近几年来全国部分省、市的中考题 .例 1　 ( 2 0 0 1年浙江省温州市中考题 )如图 1,在立方体ＡＢＣＤ—Ａ1 Ｂ1 Ｃ1 Ｄ1 中 ,和平面ＡＣ平行的平面是 (　 ) .Ａ .平面ＡＤ1…     

王诗宬、程崇庆荣获2001年度国家自然科学奖二等奖

20 0 1年度国家自然科学奖日前揭晓 ,北京大学数学科学学院王诗教授的“三维流形拓扑性质的研究”和南京大学数学系程崇庆教授和另外 4位学者的“KAM理论中若干问题的研究”项目 ,分别荣获二等奖。本年度共颁发二等奖 1 8项。此前 ,王诗教授曾获第七届 ( 1 999年 )陈省身数学奖 ;程崇庆教授曾获香港“求是科技基金会“1 997年度”杰出青年学者奖 ,1 998年获首届“晨兴数学奖”银奖。两年颁发一次的自然科学奖是国家“三大奖”中侧重基础理论研究成果的一项大奖 ,1 956年首次颁发 ,是“三大奖”中历史最久的。 2 0 0 1年度自然科学奖中…     

一种用于“蛇形”机动目标的跟踪方法研究

为了满足光电跟踪系统中对“蛇形”机动目标跟踪的要求,针对以前应用的Singer模型的缺陷,根据“蛇形”机动目标运动规律,提出一种机动目标转弯模型,结合扩展卡尔曼滤波算法,对典型“蛇形”机动目标进行跟踪。通过Monte Carlo仿真,实现了在平面内对“蛇形”机动目标位置的准确跟踪,并且距离均方根误差（RMSE）比Singer模型要小很多,从而验证了该方法的有效性。