不确定系数多离散时滞的中立型系统的时滞相关鲁棒稳定性

研究了一类时变不确定系数多离散时滞中立型系统的时滞相关鲁棒稳定性问题.利用线性矩阵不等式技术,提出了一种计算该系统自由权矩阵和时滞上界的简化方法,并在系统中考虑了中立项时滞和离散时滞,得到了上述系统为稳定与鲁棒稳定的一些充分条件.最后,用数值例子说明了该方法的有效性和较小的保守性.     

一类时滞不确定离散系统的鲁棒自适应滑模控制

主要研究一类具有不确定项和外部扰动的离散时滞系统的鲁棒自适应控制,假设扰动和不确定项是有界的,而扰动和关于状态的不确定项的边界是不必知道的.设计了自适应控制器以保证系统能在有限时间内到达切换面,并且收敛到包含原点的一定的有界区域内.仿真的结果说明了该方法的有效性.     

执行器退化的遥机器人系统量化反馈容错控制

针对遥机器人系统中存在执行器退化、控制输入量化,且编、解码端的量化灵敏度参数不匹配的问题,设计了遥机器人系统的鲁棒量化反馈容错控制系统.控制器结构的线性部分由线性矩阵不等式给出,旨在解决系统指标性能问题,非线性部分则用于处理量化参数不匹配问题.经稳定性理论证明,提出的鲁棒量化反馈容错控制方法能消除执行器退化及量化参数不匹配等的影响,并确保从机器人能渐近跟踪主机器人.最后,算例仿真验证了方法的有效性.     

基于神经网络方法的不确定非线性微分-代数子系统的鲁棒反推镇定控制

对于指数1且关联可测的不确定非线性微分-代数子系统,将反推方法和神经网络相结合,研究了其鲁棒渐近镇定控制问题.基于反推方法来构造镇定控制器,利用3层的神经网络来逼近每一步控制器构造过程中的不确定项.提出一种新的自适应算法对神经网络权值进行在线调节,并适当选取每一步虚拟控制器的参数,最终得到的控制器使得闭环系统是渐近稳定的.     

气候变化背景下的洪涝风险稳健决策方法评述

分析了深度不确定性内涵及其特点,包括情景不确定、决策后果不确定和决策方案不确定,指出了传统洪涝风险决策方法过于依赖于气候变化预测结果,未能充分考虑深度不确定性及提供稳健决策。给出了国际上处理深度不确定性的稳健决策方法理论基础,并介绍了被广泛应用于洪涝风险领域的鲁棒决策、信息差距及适应对策路径3种稳健决策方法。对比分析发现,鲁棒决策法有完备的适应措施定量评估体系但计算量大且不易理解;信息差距法可解决不能以概率表式的不确定性问题,而未考虑适应对策的失效情景;适应对策路径法提供可视化的决策路径,未能充分考虑社会经济的不确定性。提出未来可综合鲁棒决策和适应对策路径优点,为减少不确定性、降低洪涝灾害风险、制定适应气候变化策略提供参考。     

具有不确定参数的滞后型Lurie控制系统鲁棒绝对稳定性的LMI方法

分别针对具有结构参数和范数有界参数的滞后型Lurie控制系统的鲁棒绝对稳定性问题,利用Lyapunov方法给出了系统鲁棒绝对稳定的时滞无关条件及时滞相关条件.得到的结果用线性矩阵不等式（LMI）表示,易于利用MATLAB工具箱求得保守性较低的条件.     

基于模糊小波神经网络算法的汽车滑移率控制研究

防抱死系统是汽车制动过程非常重要的基本安全措施,滑移率控制是汽车防抱死控制的重要组成部分.汽车的制动过程是一个与实时路况相关的时变、非线性、不确定系统.针对该问题开展基于模糊小波神经网络算法的滑移率控制研究.通过采用模糊小波神经网络估计系统模型的非线性、时变不易获知的部分,结合等效控制思想来构造滑模控制法则,从而实现期望的滑移率控制.Matlab-simulink仿真结果表明,所设计的算法具有良好的鲁棒性能,能有效、快速地到达期望的滑移率.     

基于饱和约束和时变观测器设计的异构航天器姿态控制策略

针对空间异构环境下易产生非线性和不确定性影响,多个异构航天器进行姿态控制存在执行器输入饱和约束,对有限的资源进行协作调度难度大等问题,提出了异构航天器包含饱和输入和不确定性动态的鲁棒一致性追踪控制策略.在该控制策略中,参考系统的动态权重矩阵被允许是完全未知的,因此现有的方法并没有可行解.通过引入有向生成树假设,一种新的权重平均方法被提出来构造分布式观测器动态.通过综合分布式观测和非线性动态,一类新的鲁棒一致性追踪控制器被设计.仿真结果表明：当同步行为和分布式观测动态能够被同时获得并且达到领导者状态,异构系统的鲁棒一致性问题将被解决.同时,通过利用多个航天器的动态模型,设计了不同性能指标的参数条件,验证和分析了提出方法的有效性.     

一类时滞离散非线性系统的全维观测器设计

通过类Lyapunov方法,结合线性矩阵不等式(LMI)技术,给出了具有时滞的Lipschitz非线性离散系统全维观测器存在的充分条件.在此基础上,设计了具有扰动的时滞Lipschitz非线性离散系统的鲁棒观测器,提出了该鲁棒观测器存在的一个充分条件,并用具体例子说明了其可行性与有效性.     

不确定时变时滞系统的鲁棒最优Ｈ∞ 控制

针对一类参数不确定时变时滞线性系统,研究了鲁棒最优Ｈ∞ 控制器的设计问题．首先利用积分不等式和引入自由权矩阵的方法,得到了系统稳定及Ｈ∞ 反馈控制器存在的充分条件;然后将其转化为线性矩阵不等式（ＬＭＩ）表示,通过线性矩阵不等式的可行解构造控制器, 保证了闭环系统渐近稳定且满足一定的Ｈ∞干扰抑制水平,得到的稳定化条件是依赖时滞大小且不要求时滞函数的导数信息,即适用于时滞快速变化的系统．算例表明了该方法的可行性．     

具约束条件的四维变分资料同化问题

考察了具约束条件的四维变分资料同化问题，首先引入解决该类问题的一般理论与方法，然后用有限元浅水模式对具高频重力波约束条件的四维变分同化问题进行数值试验。采用伴随技术方法和约束最优化的罚函数法和增广拉格朗日方法，使定义的约束目标函数达到最小，而得到最优解。数值试验结果表明：以控制重力波增长为约束条件的四维变分资料同化，能够更有效的滤除扰动分量，得到最优初始场。由此也表明了对数值天气预报中的这类问题是可以用具约束条件的四维变分资料同化来处理。     

A review of analytical models of sea‐ice growth

Abstract

The modelling of sea‐ice growth is a classical problem in geophysics, which has been traditionally treated as one‐dimensional, considering only the vertical heat transfer. The modelling work commenced in the 1800s with analytic methods. These are very effective tools for examining the sea‐ice growth problem, providing a clear insight into the physical mechanisms and producing simple first‐order approximations for the ice thickness in various conditions. This paper describes the physical problem of sea‐ice growth, presents an analytical modelling framework for the problem and provides analytic solutions for different environmental conditions.     

非饱和土壤水流方程的极值原理

讨论了非饱和土壤水流问题及其数值计算方案的极值原理,在理论上证明了连续问题及其数值格式均满足极值原理,即在一定的条件下,预报变量的最大值和最小值只能在边界上达到,从而描述了特定的物理性质.这些问题在讨论入渗、蒸发问题的研究中是重要的.     

一类非线性波动方程整体解的不存在性

运用乘子方法和“potential well”方法研究了一类四阶非线性波动方程,证明了当问题的初值满足一定条件时,问题一定不存在整体解。     

基于KKT条件的稀疏编码算法收敛性研究

本文提出了基于KKT条件的稀疏编码算法.首先,将非凸非光滑的稀疏编码问题分解成两个凸非光滑问题;然后,巧妙地运用两个矩阵使两个凸非光滑问题转换成三个光滑凸优化问题,并通过KKT条件对三个问题进行求解,再通过凸优化理论证明三个问题在其对应规则下是非增的.最后,实验结果验证了算法的收敛性.     

Long internal waves in shear flows: topographic resonance and wave-induced global instability

Issues pertaining to a mechanism whereby long internal waves in shallow seas may give rise to enhanced rates of resuspension of sedimentary material are addressed. The proposed mechanism is intimately related to the creation of conditions in the bottom boundary layer which are favorable for flow separation and spontaneous onset of global instability. It is shown that long waves generated by topographic resonance and propagating upstream against the oncoming current, especially a sheared current, have a strong tendency to release a coherent, pulsating dynamics in their footprint. The passage-through-resonance problem for a sheared, stratified flow is considered, conditions for topographic resonance in the flow model are defined, and preliminary results for the unsteady dynamics in the boundary layer under the footprint of a long wave packet are presented.     

非线性动力学和湍流

湍流的发生和发展湍流的描述是一个基本问题。浑沌运动的最近研究表明,确定性的系统可以有不规则的浑沌结果,因此浑沌的研究对解释湍流现象是非常重要的。 浑沌和湍流的特点是敏感初条件,并且长时间以后是不可预测的。 非线性耗散系统中运动的形态是非常复杂的。可以有定常吸引子,周期吸引子,拟周期吸引子和奇怪吸引子。 当控制参数变化穿过分岔点,吸引子的拓扑性质就要发生变化。 一般,湍流经过极少数几次分岔即可出现。     

基于DKPCA的气象卫星遥测故障检测方法

针对气象卫星遥测数据在阈值范围内变化发生异常,简单的阈值法无法检测出来的问题,本文提出基于动态核主元分析法(DKPCA)对气象卫星遥测数据进行故障检测。首先采集卫星正常运行的遥测数据,建立DKPCA模型求得统计量的控制限,然后对当前的遥测数据进行检测,判断是否有故障发生。该方法通过初始数据的动态化表示解决了观测值间存在序列相关性的问题,引入的核主元分析法能够将复杂的遥测数据的非线性问题转化为线性问题。通过在轨运行的气象卫星FY3C的实际数据进行效果验证,结果表明利用正常状况下的观测数据,可以实时检测卫星遥测数据出现的异常,有效避免故障漏报。     

Compliance for uncertain inventories via probabilistic/fuzzy comparison of alternatives

A direct comparison among highly uncertain inventories of emissions is inadequate and may lead to paradoxes. This issue is of particular importance in the case of greenhouse gases. This paper reviews the methods for the comparison of uncertain inventories in the context of compliance checking. The problem is treated as a comparison of uncertain alternatives. It provides a categorization and ranking of the inventories which can induce compliance checking conditions. Two groups of techniques to compare uncertain estimates are considered in the paper: probabilistic and fuzzy approaches. They show certain similarities which are revealed and stressed throughout the paper. The group of methods most suitable for the compliance purpose is distinguished. They introduce new conditions for fulfilling compliance, depending on inventory uncertainty. These new conditions considerably change the present approach, where only the reported values of inventories are accounted for.