线性系统的时滞相关稳定性

研究线性时滞系统的时滞相关稳定性问题。利用李雅普诺夫稳定性理论结合微分不等式 ,提出了若干个时滞相关稳定性的新判据 ,并给出了系统的时滞项上界的估计公式。得到的稳定性判据较简洁 ,且具有较低的保守性。     

基于数据驱动的无人机编队最优控制算法设计

无人机编队具有广泛的应用价值和发展前景,然而,无人机动力学模型的非线性和耦合性,以及实际应用中的不确定性限制了其应用。为了解决模型不精确问题,提出了一种数据驱动的自适应动态编程（ADP）最优编队控制器设计方法。该方法结合了分布式一致性和线性二次方相关理论。首先,通过建立虚拟领航–跟随者模型,可以将四旋翼无人机的复杂非线性动力学模型简化为4个线性子系统,并解耦它们的相互影响;接下来,针对每个子系统设计编队控制器;随后应用李雅普诺夫理论对算法进行稳定性分析;最后通过仿真,验证了所提算法的稳定性和有效性。     

随机常微分方程组关于部分变元的稳定性

引言 J.E.Bertram and P.E.Sarachik和各自独立地吧李雅普洛夫稳定性推广到随机系统中,他们证明了类似于确定性常微分方程中的李雅普诺夫基本定理,在李雅普诺夫的经典著作中提出李雅普洛夫第二方法还可用来解决实际问题中常常遇到的未扰运动关于部分变元的稳定性。李雅普洛夫的这一结论后来被所严格证明。他证明了常微分方程组关于部分变元稳定性与渐近稳定性的两个基本定理。后来在这一专题上有许多工作,可以参考评述性文章。本文的目的是讨论随机常微分方程组在均方意义下关干部分变元的稳定性,建立了若干充分准则,推广了等工作。     

It随机微分方程部分变元稳定性

一、引言 在随机控制问题中常需要研究Ito随机微分方程的稳定性。 对于Ito方程的李雅普诺夫稳定性已有许多作者研究过。例如参考[1][2]。在确定性的情况,在某些问题中,只要求对x(t)的某些分量稳定性就可以了。于是有关于部分变元稳定性的研究。这个问题首先由李雅普诺夫在其原著中提出。于1957     

随机常微分方程组关于部分变元的稳定性

引言 J．E．Berlram and P.E.Sarachik И.Я.Kau H.H.KpacoBckИИ 各自独立地把李雅普洛夫稳定性推广到随机系统中，他们证明了类似于确定性常微分方程中的李雅普诺夫基本定理，在李雅普诺夫的经典著作中提出李雅普洛夫第二方法还可用来解决实际问题中常常遇到的未扰运动关于部分变元的稳定性。李雅普洛夫的这一结论后来被B．B．PymЯhueB 所严格证明。他证明了常微分方程组关于部分变元稳定性与渐近稳定性的两个基本定理。后来在这一专题上有许多工作，可以参考评述性文章．本文的目的是讨论随机常微分方程组在均方意义下关于部分变元的稳定性，建立了若干充分准则，推广了等工作。     

基于线性反馈控制的一类混沌系统的同步

研究一类混沌系统的同步问题。基于李雅普诺夫稳定性理论,利用线性反馈法给出了同步混沌系统的3种控制方案,得到了2个混沌系统同步的充分条件。为了更清楚地了解每种方案下系统的同步行为,还给出了以增益为分岔参数时同步误差的变化图。理论分析和数值仿真结果都表明了文中所给方法的有效性和可行性。     

大系统在稳定性理论中的部分分解法

研究大系统的稳定性问题 ,提出一种部分分解法。用此方法可分析子系统间单方向强耦合的大系统稳定性问题。以线性定常大系统为例 ,说明了部分分解法的思路及算法 ,并给出了具有单向强耦合的大系统渐近稳定的充分条件。     

自治系统渐近稳定的等价条件和新的充分条件

应用李雅普诺夫函数方法研究自治系统的渐近稳定性,给出该系统为渐近稳定的充要条件和2个新的充分条件。其充分条件在理论上比Красовскийб-арбашин定理更一般,条件的验证比LaSalle不变性原理更方便。最后,给出示例说明新充分条件的有效性。     

水下机器人-机械臂系统的滑模自抗扰控制

针对水下机器人机械臂系统的强耦合、强非线性、复杂海洋多源干扰等因素影响,提出了滑模自抗扰控制器,将复杂系统模型转变为简单的积分串联系统,将内部参数不确定性、测量误差、建模误差和海洋多源干扰等扰动归结为总扰动,并采用线性扩张观测器对其进行估计并抵消。利用滑模控制器提高系统对参数摄动的不敏感性,增强控制系统的抗干扰性能,通过李雅普诺夫理论分析了控制系统的有界稳定性。仿真结果表明滑模自抗扰与传统滑模控制和自抗扰控制相比,能使水下机器人机械臂实现更好的轨迹跟踪,且系统具有更好的抗干扰能力。     

随机微分方程关于部分变元的稳定性和不稳定性

在科学研究中，往往会提出一个系统关于部分变元的稳定性，这可以参考[1]。在随机控制问题中，也提出一个随机系统关于部分变元的稳定性，这可以参考最近的文献[2]。本文作者在[3][4]中分别讨论了有色噪声随机系统与Ito随机系统关于部分变元运动稳定性，[2][3][4]都是用李雅普诺夫函数的方法，本文从另外一个角度来研究Ito随机系统的部分变元稳定性。中心思想是把高维系统的问题归结为较低维的系统的问题。在第一节中引进一种直接估计解的方法，把n维Ito随机系统关于m维(m≤n)的均方指数稳定性或不稳定性，归结为一个m维随机系统的均方指数稳定性或不稳定性。在第二节中，我们把这一思想推广到大系统问题中，得到一个由各个孤立子系统的稳定性判定复合系统稳定性的结果。     

具有单向强耦合的时滞大系统的稳定性

针对具有单向强耦合的时滞大系统,通过构造Lyapunou泛函,并采用部分分解法,给出了判定系统一致渐近稳定的充分条件。与传统的分解等价法相比,该方法扩大了单方向关联项的界限,并可通过参数的选取扩大时滞界限,结论易于验证,具有实际应用价值。     

线性关联滞后广义大系统的变结构控制

研究了一类线性关联滞后广义大系统的变结构控制综合问题.首先根据系统的结构和控制输入的特定形式,引入了1种新的受限系统等价分解形式,把每个子系统分解成2个低维的动态子系统：1个是不带控制项的线性关联微分差分系统,另1个是带有控制项的线性关联差分系统.然后设计了带有积分动态补偿器的切换函数, 给出了滑动模渐近稳定的充分条件.最后设计了可以保证系统的解的轨迹到达切换流形的多层分散变结构控制.这种控制对物理上分散等类型的线性关联滞后广义系统是合理的有效的.     

时滞网络控制系统的动态输出鲁棒控制

针对网络控制系统中存在的不确定时滞,将网络控制系统模型转化为不确定系数的离散时间模型。利用Lya-punov稳定性理论和线性矩阵不等式技术,提出动态输出鲁棒控制器的设计方法,同时给出闭环系统鲁棒渐近稳定的充分条件。仿真例子验证了所提方法的有效性。     

Dynamic Analysis of the Seafloor Pilot Miner Based on Single-Body Vehicle Model and Discretized Track-Terrain Interaction Model

In order to achieve the complex dynamic analysis of the self-propelled seafloor pilot miner moving on the seafloor of extremely cohesive soft soil and further to make it possible to integrate the miner system with some subsystems to form the complete integrated deep ocean mining pilot system and perform dynamic analysis,a new method for the dynamic modeling and analysis of the miner is proposed and developed in this paper,resulting in a simplified 3D single-body vehicle model with three translational and three rotational degrees of freedom,while the track-terrain interaction model is built by partitioning the track-terrain interface into discrete elements with parameterized force elements built on the theory of terramechanics acting on each discrete element.To evaluate and verify the correctness and effectiveness of this new modeling and analysis method,typical comparative studies with regard to computational efficiency and solution accuracy are carried out between the traditional modeling method of building the tracked vehicle as a multi-body model and the new modeling method.In full consideration of the particular structure design of the pilot miner,the special characteristics of the seafloor soil and the hydrodynamic force of near-seafloor current,the dynamic simulation analysis of the miner is performed and discussed,which can provide useful guidance and reference for the practical miner system in design and operation.This new method can not only realize the rapid dynamic simulation analysis of the miner but also make possible the integration and rapid dynamic analysis of the complete integrated deep ocean mining pilot system in further researches.     

Dynamic Analysis of the Seafloor Pilot Miner Based on Single-Body Vehicle Model and Discretized Track-Terrain Interaction Model

In order to achieve the complex dynamic analysis of the self-propelled seafloor pilot miner moving on the seafloor of extremely cohesive soft soil and further to make it possible to integrate the miner system with some subsystems to form the complete integrated deep ocean mining pilot system and perform dynamic analysis, a new method for the dynamic modeling and analysis of the miner is proposed and developed in this paper, resulting in a simplified 3D single-body vehicle model with three translational and three rotational degrees of freedom, while the track-terrain interaction model is built by partitioning the track-terrain interface into discrete elements with parameterized force elements built on the theory of terramechanics acting on each discrete element. To evaluate and verify the correctness and effectiveness of this new modeling and analysis method, typical comparative studies with regard to computational efficiency and solution accuracy are carried out between the traditional modeling method of building the tracked vehicle as a multi-body model and the new modeling method. In full consideration of the particular structure design of the pilot miner, the special characteristics of the seafloor soil and the hydrodynamic force of near-seafloor current, the dynamic simulation analysis of the miner is performed and discussed, which can provide useful guidance and reference for the practical miner system in design and operation. This new method can not only realize the rapid dynamic simulation analysis of the miner but also make possible the integration and rapid dynamic analysis of the complete integrated deep ocean mining pilot system in further researches.     

大尺度圆柱墩群周围的波流场的数值模拟

本文对波流共同作用下大尺度圆柱墩群周围的波流场进行了数值研究。利用波浪弥散关系的迭代计算求得波向与流向的夹角以及波浪的相对频率。流场通过求解浅水环流方程得到,波浪场通过求解含流的缓坡方程得到,通过二者的迭代计算得到大尺度圆柱墩群周围的波流场的耦合解。用有限元法建立了数值模型,并将本文的计算数据与试验数据以及其他学者计算数据进行了比较,结果较为合理。     

天然气水合物稳定带内流体压裂计算的程序耦合方法

海洋天然气水合物稳定带气烟囱结构中存在被水合物充填的裂隙, 表明在自然条件下沉积物中曾发生过流体压裂以及相关的流体流动和水合物形成。在水合物稳定带内实施人为的流体压裂工程, 并联合其他方法(如降压或注热)进行水合物开采, 有望提高开采效率。水合物稳定带内, 无论是自然条件下发生的流体压裂过程, 还是人为实施的流体压裂工程, 都存在水合物反应和沉积物裂隙变形之间的耦合响应。当前, 已有不少数值程序对水合物反应与沉积物弹塑性变形的耦合过程进行了定量研究, 但尚没有数值程序能够计算水合物反应和离散裂隙变形之间的耦合过程。文章将TOUGH+Hydrate程序、IC-FERST和Solidity两者的耦合程序进行了进一步耦合, 为水合物稳定带内的流体压裂计算提供了一种耦合计算方法, 同时通过一个算例初步验证了该耦合计算方法的可行性。验证结果表明, 该耦合计算方法经进一步改进后有望应用于定量研究水合物稳定带内的裂隙变形和水合物反应过程。     

一个切换混沌系统的设计与实现

利用反控制法构造了1个新的混沌系统,分析新系统的平衡点及在平衡点的特征值,分形维数,Lyapunov指数等性质,设计1个由2个混沌系统组成的可切换的实际电路并进行实验,通过1个开关选择器,电路可以实现2个子系统的功能,观察到2个子系统在各个相平面的混沌吸引子.     

A task-based hierarchical control strategy for autonomous motion of an unmanned surface vehicle swarm

In this paper, a hierarchical control framework with relevant algorithms is proposed to achieve autonomous navigation for an underactuated unmanned surface vehicle (USV) swarm. In order to implement automatic target tracking, obstacle avoidance and avoid collisions between group members, the control framework is divided into three layers based on task assignments: flocking strategy design, motion planning and control input design. The flocking strategy design transmits some basic orders to swarm members. Motion planning applies the potential function method and then improves it; thus, the issue of autonomous control is transformed into one of designing the velocity vector. In the last layer, the control inputs (surge force and yaw moment) are designed using the sliding mode method, and the problem of underactuation is handled synchronously. The proposed closed-loop controller is shown to be semi-asymptotically stable by applying Lyapunov stability theory, and the effectiveness of the proposed methodology is demonstrated via numeric simulations of a homogeneous USV swarm.