摘要：针对一类变批次长度的非线性系统,研究了其带输入时滞情况下的期望轨迹跟踪PD(proportional-derivative)型迭代学习控制问题。批次长度变化通过系统在时刻点输出的概率进行描述,其造成的跟踪误差信息缺失使用零补偿方法进行修正,以便于不同批次控制律的全时间轴信息更新;然后基于给定超前法设计PD型迭代学习控制算法,消除输入时滞对控制律更新的影响;再根据数学期望与范数分析证明了所提算法能够保证跟踪误差在初始状态相同时严格收敛,在初始状态不同时期望收敛。最后通过直流电机驱动单杆系统的输出跟踪控制仿真验证了所提算法的有效性。

摘要：针对受过程噪声和量测噪声干扰的双线性状态空间系统,研究其状态估计算法.借助双线性系统的特殊结构,将其等价表示为线性时变模型,推导基于Kalman滤波的状态估计算法.针对线性时变模型中存在的未知变量,基于辅助模型辨识思想,通过构造一个辅助模型,将未知变量用该模型的输出代替,提出基于辅助模型的双线性系统状态估计算法.构造双线性状态观测器,引入delta算子极小化状态估计误差协方差矩阵,从而得到最优状态估计增益,并提出基于delta算子的双线性系统状态估计算法.所提出的算法能够避免线性化过程带来的估计精度差的问题,提高双线性系统的状态估计精度.通过仿真实验验证了所提出算法的有效性,并对比分析了不同噪声情况下所提出算法的估计效果.

摘要：研究异步切换下时滞切换正系统的有限时间控制问题,即针对控制器切换滞后于子系统切换形成的异步现象,基于平均驻留时间切换方法对切换正系统开展有限时间镇定研究.首先,将每个正子系统运行的区间划分为子系统与控制器匹配和失配区间,并构造多余正Lyapunov-Krasovskii泛函;其次,基于有限时间稳定理论,实现平均驻留时间切换律及异步时滞切换正系统有限时间镇定控制器的联合设计,并给出连续时间和离散时间两种情形下系统有限时间镇定的充分条件;最后,通过两个仿真例子验证所提出方法的有效性.

摘要：针对4-Mecanum轮全向移动机器人轨迹跟踪问题,设计了一种自抗扰控制器。首先对机器人的运动学与动力学模型进行分析;其次由反步法设计运动学控制器,并根据机器人在运动过程中受到未知干扰的现象,设计了改进的扩张状态观测器和动力学控制器;最后在不同扰动的作用下进行仿真。对比结果表明该控制器跟踪误差小,收敛速度快,观测器能够快速准确地估计出不确定因素对机器人的扰动并进行实时补偿,验证了该控制器具有较好的抗干扰性和鲁棒性。

摘要：针对一类存在执行器故障和部分解耦扰动的离散时间网络化控制系统,研究测量数据随机丢失情况下的主动容错控制问题。首先,通过模型转换将原系统化为一个与之等价的状态增广系统;然后在考虑测量数据发生随机丢失情况下,构造未知输入观测器(unknown input observer,UIO)实现对系统状态与故障的联合估计,再基于状态和故障的在线估计值,设计基于信号补偿的容错控制律实现对原系统的主动容错控制。在该容错控制算法中,观测器与控制器增益的存在性条件均可利用李雅普诺夫稳定性理论对误差系统进行随机分析得到,相应的估计器和控制器参数可通过在线求解具有凸约束的矩阵不等式获得。最后,通过一个喷气式发动机模型的仿真算例验证所提出的故障估计与主动容错控制方法的有效性。

摘要：针对在实际运行中会受到未知外部环境干扰和模型不确定性等因素影响的蛟龙号载人潜水器系统,本文设计了一种基于干扰特性指标的新型自适应滑模控制方法,实现对有益干扰的利用和有害干扰的补偿.首先,文章给出载人潜水器系统的运动学和动力学模型;然后,本文设计非线性干扰观测器估计系统所受的集总扰动,并提出一种扇形区域干扰特性指标,用于判断干扰对系统的影响;其次,文章设计一种基于干扰特性指标的自适应滑模控制方法,并且根据李雅普诺夫理论进行严格的稳定性分析;最后,通过数值仿真,验证所设计的滑模控制方法的优越性.其优越性主要体现在:不仅能够有效缓解抖振现象,并且避免控制增益高估的问题.

摘要：光学气体传感器性能受气室结构影响较大,但是关于通过改进气室结构提高光学气体传感器的研究较少,提高芯片的利用率对缓解全球半导体芯片供应不足及低碳环保等具有重要意义。为了提高芯片利用率与满足多组分气体传感器高性能检测需求,设计了一种使用非分光红外技术的可同时检测CO_(2)、SO_(2)和CO这3种气体的三椭球型气室结构光学传感器,并对气室的光学性能进行研究。通过光路仿真、有限元模拟、蒙特卡罗模拟等可知:23%的接收面上集中了91%的能量,克服了直射式结构气室光程短和光敏面上光通量低的问题(光程长度增加了25%,光通量增加了40倍),同时克服了多反射式结构光通量过低的问题(约增加了117倍),信噪比分布是多反射式和直射式的10~100倍。因此,所提三椭球气室结构对于高端多组分组合式气体传感器的实现有着重要的意义。

摘要：针对广义最小方差控制器的实际应用严重依赖过程模型,提出一种数据驱动的广义最小方差控制器设计方法。首先,在一个通用结构下定义用于数据驱动的控制器设计准则函数,并通过梯度实验求得广义输出信号的梯度值。然后,采用高斯-牛顿算法对控制器参数进行迭代寻优,得到广义最小方差性能指标下的最优控制器参数,从而实现数据驱动的广义最小方差控制器设计。最后,以连续搅拌釜式加热器中的温度控制回路为控制对象进行仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。

摘要：云制造平台中,虚拟化的制造资源在交易过程中难以保证交易数据的真实性和安全性,而且依赖云制造平台运营商(CPO)的统一调配。该集中式框架容易出现单点故障,并且存在隐私数据泄露的风险。针对这些问题,结合区块链的去中心化和不可篡改性的优点,创新性地探索区块链技术在云制造中的应用,提出了一种基于区块链的云制造资源分配方法。首先,提出了一种基于区块链的去中心化的云制造交易平台框架,研究了制造资源/需求发布过程中的椭圆曲线数字签名算法(ECDSA),分析了制造资源与需求匹配的机理。然后,利用智能合约(SC)设计了面向云制造的制造资源校验合约和制造资源交易合约,并使用Solidity完成在Remix平台中的实验测试。测试结果表明,提出的方法可以为虚拟化的制造资源交易提供一种安全可靠的保障。最后,探索了在去中心化的架构下,制造资源供应方(MRS)和制造资源需求方(MRD)供需平衡的博弈问题,并在MATLABR2019b上进行仿真,仿真结果表明制造资源供应方和需求方的博弈可以达到纳什均衡,并且较已有的研究有较快的收敛速度。

摘要：在间歇过程中,传统工艺缺少产品质量的在线传感器,因此很难直接跟踪产品质量轨迹。基于过程变量与产品质量之间的偏最小二乘(PLS)模型,提出一种间歇测量下产品质量轨迹跟踪控制方法。在批内设定时间窗口,首先利用缺失数据算法估计未知的过程变量,再根据过程变量预测产品质量,并采用迭代学习控制和模型预测控制(MPC)相结合的方法设计控制器,达到跟踪当前批次产品质量设定点的目的。该方法采用移动窗口实现MPC的滚动优化,克服了批间和批内的干扰,从而使输出轨迹能精确跟踪期望轨迹。最后,在连续搅拌反应釜(CSTR)上进行仿真研究,仿真结果说明了该方法的有效性。