分布式传感器网络系统的网络预测控制

本文针对分布式传感器网络系统的Fornasini-Marchesini （FM）状态空间模型,对系统的预测控制器设计问题进行研究.特别是针对所考虑的二维FM传感器网络系统,提出了一种新的网络预测控制方案来补偿通信时滞.首先,根据李雅普诺夫稳定性理论,给出了二维系统保持稳定的充分条件;然后利用稳定性条件,提出了一种新的预测控制器设计策略并保证系统的控制性能;最后,通过一个数值实例验证了所设计控制器的有效性.     

分数阶ＰＩＤ控制在网络控制系统中的应用

分数阶ＰＩＤ控制器较传统整数阶ＰＩＤ控制器增加了２个可调参数,使得其控制器的设计更加灵活,控制性能更加优良．针对网络控制系统（ＮＣＳ）中的时延以及数据包丢失问题,提出对系统采用分数阶ＰＩＤ控制方法进行补偿,利用ＭＡＴＬＡＢ／ＴｒｕｅＴｉｍｅ仿真工具箱对ＮＣＳ进行仿真研究．仿真实验结果表明,采用分数阶ＰＩＤ控制方法可以对时延以及数据包丢失问题进行有效的补偿,且控制效果明显优于整数阶ＰＩＤ方法．     

参数不匹配下含有泄露时滞与多个传输时滞的分数阶忆阻器神经网络的拟同步

本文主要讨论了一类在参数不匹配之下带有多个传输时滞与泄露时滞的分数阶忆阻器神经网络的拟同步问题.首先,给出了时滞线性反馈控制器;然后,根据分数阶微分包含、集合值映射理论和分数阶微分不等式理论等,得出了主从系统达到拟同步所满足的条件以及所对应的误差边界;最后,给出了一些数值模拟验证所得结论的有效性.     

预测函数算法在同步发电机励磁系统中的应用

预测函数控制(Predictive Function Control)方法克服了传统预测控制算法复杂、在线计算量大的缺点,具有算法简单、计算量小、跟踪速度快和精度高等优点,适合同步发电机励磁等快速系统.介绍了预测函数控制(PFC)的基本原理和特点,成功地将预测函数控制算法运用到同步发电机励磁系统中.仿真结果表明:预测函数控制算法的控制效果明显优于PID和分数阶PID控制器,其对同步发电机启动时的机端电压、短路时的电压和断路时的电压等都能起到良好的控制作用.     

基于大气电场的雷电监测预警方法

利用大气电场强度数据设计了一种雷电监测预警方法,并对江西省南昌县2020年8月的一次雷电过程进行预测。首先对大气电场仪采集的电场数据进行去噪处理和缺失填补,然后利用经验模态分解法分解大气电场数据,得到大气电场数据的幅值和频率的分布特征,运用多元回归模型构建雷电预警模型,预测未来一段时间内的大气电场强度值。参考大气电场强度等级划分表,开展雷电监测预警。结果表明,运用模型预测的大气电场强度结果与实况之间的可决系数均在0.9以上,即大气电场强度预测结果与实况较为接近,该监测预警方法具有一定的可行性。     

基于小波分析的组合随机模型及其在径流预测中的应用

提出了一种随机组合预测模型利用Mallat算法对水文时间序列进行多尺度分解,得到对应尺度下的概貌(低频)分量和细节(高频)分量;分别对概貌分量和细节分量建立随机模型进行预测,预测结果的叠加即为原水文变量的预测.将该模型用于黄河三门峡站年径流预测中,并与传统预测模型进行了对比分析,结果表明,建立的组合模型充分利用了现有信息,预测精度高.     

系统辨识(4)：辅助模型辨识思想与方法

辅助模型辨识思想、多新息辨识理论、递阶辨识原理、耦合辨识概念是该文作者提出的研究辨识问题的原创性新方法,已经被用在很多辨识问题的研究中,形成了不同的辨识方法族,可以用于解决许多线性或非线性模型的自适应信号处理、自适应参数估计、自适应滤波和预测、自适应控制等问题.由于客观事物具有双重属性:一些特征变量是可观测的;一些是不可测的.如果表征系统特征的观测变量都是可测的,就容易建立描述其运动规律的数学模型.客观事物的不可测属性给建立系统数学模型带来特别的困难.在这种情况下,如何利用系统的可测信息,实现对系统未知变量的估算,来建立系统的数学模型,是辨识领域极具挑战性的研究课题.辅助模型辨识思想就是在这样的背景下发展起来的.该文介绍辅助模型辨识思想和一些基于辅助模型的辨识方法.     

具有DoS攻击的网络控制系统事件触发安全控制

本文主要研究在随机出现的双通道DoS攻击下的网络控制系统基于事件触发的安全控制问题.首先,提出了一个具有补偿策略的DoS攻击模型,且此攻击模型应用于网络系统的传感器-控制器通道和控制器-执行器通道;其次,为了降低通信负担,提出事件触发机制,通过定义一个触发条件,当触发条件满足时,才进行信息传递;最终得到闭环控制系统模型.根据最优控制理论和线性矩阵不等式技术,得到闭环系统以一定概率输入到状态稳定的充分条件,进一步通过一系列矩阵变换处理技巧,通过解线性矩阵不等式方程组得到控制器参数.最后,通过计算机仿真验证了该控制器设计的有效性.     

时间序列分析预测法在降水预报中的应用

本文从时间序列的基本概念出发，阐明了两类不同的分析预测方法。着重讲述了非平稳时间序列的平稳化及P阶自回归模型。并以西宁站夏季降水资料为例讲述了P阶自回归模型的建模步骤。     

基于增广P型学习观测器的航天器故障重构和自适应容错控制

针对航天器姿态控制系统常见的传感器故障问题,基于增广P型学习观测器技术研究了故障重构问题,并对故障系统进行了容错控制器的设计.首先,考虑同时存在传感器故障和未知干扰输入的航天器姿控系统状态空间模型,将故障等效考虑成与前一时刻故障估计值和当前时刻输出误差有关的两项,借助Lyapunov定理设计观测器,并采用LMI方法给出了观测器参数矩阵系统化设计方法.然后,设计积分滑模面,将得到的等效控制律代入系统状态空间模型后,设计包含自适应故障补偿控制项和线性输出反馈控制项的容错控制律.最后通过仿真实例验证了所设计观测器和容错控制器的有效性.     

山东夏季降水量场预测模型的改进及预测效果检验

本文对2002年建立的山东夏季降水量场预测模型进行了多方面的改进。预测因子的选取在原来以常规100、500hPa或海温状态场的关键区域平均值基础上,增加了能表征天气系统月际演变趋势及区域环流总体特征的遥相关型环流指数,建模资料的选取结合了环流突变的气候背景,以1977—2008年资料进行建模,建模方案在原来纯数学分析的基础上,增加了着重考虑因子物理意义的建模方案,用2009—2011年实况资料对两种建模方案及2002年建模方案的预测结果进行对比分析。结果表明,改进后预测模型较旧预测模型的预测效果有较大提高,而物理统计预测模型对降水的空间分布也具有较好的预测效果。     

经济型轿车车身控制器的设计

为了改进经济型轿车车身控制系统的性能,采用Freescale公司具有强抗电磁干扰能力的汽车级控制器（MC9S08AW32）,通过SCADE软件编写控制逻辑,使用遥控门禁系统（RKE）技术实现车身的遥控和防盗,开发了一款高性价比的集控式车身控制器.该控制器在经济型轿车中获得了大批量的生产与应用.     

一个全球海气耦合模式跨季度汛期预测能力的初步检验和评估

文中利用一个全球大气 海洋耦合模式 ,对中国汛期气候异常进行了 1991～ 2 0 0 1年共 11a的跨季度回报试验和检验研究。采用一套多指标的评估方法 ,对该模式的预报性能进行系统的定量评估。结果表明 ,该模式对中国汛期降水和温度及夏季北半球大尺度环流场等都有一定的跨季度预报能力。模式对中国不同区域夏季降水的预测能力有所不同。总的来说 ,模式对中国东部和西部的降水趋势回报较好 ,模式预报好于气候预报和持续性预报。从相关系数指标来看 ,模式跨季度预测夏季温度的技巧在中国西部比中国东部高。     

基于执行依赖启发式动态规划的船舶减摇鳍在线最优控制

针对船舶线性横摇系统,设计了一种基于执行依赖启发式动态规划（ADHDP）方法的在线学习最优减摇鳍控制器.在设计过程中直接使用输入输出数据获取系统状态值.利用评价网络来逼近针对船舶减摇鳍控制系统设计的性能指标函数,并通过执行网络获得最优控制律,这两个网络都是多层前馈神经网络,即反向传播（BP）神经网络.在训练过程中,这两个神经网络不仅可以使用实时测量数据,也可以减少船舶横摇模型的内部误差和不确定性干扰的影响,从而提高系统的鲁棒性.最后,仿真结果表明所提出的ADHDP控制器对于降低船舶横摇有很好的控制效果.     

基于多变量非线性DAE子系统模型的同步发电机励磁汽门综合控制

同步发电机励磁汽门综合控制由多变量非线性DAE子系统模型来描述.本文扩展了非线性常微分方程系统的反步控制方法,研究了其镇定控制问题.首先若被控系统的向量相对阶存在,那么可通过一个微分同胚和反馈控制实现系统的解耦和等价转化.然后基于等价系统,利用反步方法设计其镇定控制器,使得整个闭环系统渐近稳定.最后基于MATLAB进行了仿真,仿真结果验证了本文所提方法的有效性.     

基于DERF2.0的长江中下游春播期气候预测

基于1983—2012年国家气候中心第2代月动力延伸模式 (DERF2.0) 回报资料和春播历史资料,结合NCEP/NCAR再分析资料,选取影响长江中下游地区春播期气候条件的关键环流因子。利用最优子集回归方法建立针对长江中下游地区春播期气候条件的动力模式解释应用预测模型,并对不同起报时次的模式解释应用预测结果进行检验评估。检验结果表明:该解释应用方案对于长江中下游春播期气候条件有较好的预测能力,且随着起报时间的临近,预测技巧整体呈上升趋势。1983—2012年的回报检验还显示,解释应用方案能够较好地模拟出连续不利日数和不利日数的年际变率,同时对年代际变率也有所体现。     

Evaluating the Dependence of Vegetation on Climate in an Improved Dynamic Global Vegetation Model

The capability of an improved Dynamic Global Vegetation Model (DGVM) in reproducing the impact of climate on the terrestrial ecosystem is evaluated. The new model incorporates the Community Land ModelDGVM (CLM3.0-DGVM) with a submodel for temperate and boreal shrubs, as well as other revisions such as the two-leaf scheme for photosynthesis and the definition of fractional coverage of plant functional types (PFTs). Results show that the revised model may correctly reproduce the global distribution of tempera...     

基于模糊干扰观测器的抗饱和自适应反步控制

针对一类输入受限的非匹配不确定非线性系统,提出了一种抗饱和自适应反步控制方法.利用模糊干扰观测器在线逼近系统的未知非匹配不确定及干扰,采用反步控制方法设计自适应控制器.控制系统设计中引入限幅滤波器,有效降低了控制输入饱和对系统稳定性的影响,并且控制器设计无需对虚拟控制律进行重复求导.利用李亚普诺夫稳定性定理,证明了闭环系统渐近稳定.仿真结果表明了该方法的有效性.     

考虑性能约束的航天器近距离悬停控制

本文主要研究了考虑预设性能的航天器交会对接中的近距离悬停控制问题.针对追踪航天器近距离悬停控制问题,首先基于追踪航天器的姿轨耦合模型设计了线性滑模控制器实现了近距离悬停任务.在此基础上,为对系统收敛过程中系统状态的暂态性能进行约束,设计了基于预设性能的滑模控制器.同时,为减少系统状态的收敛时间,针对预设性能中的性能函数,采用了一种有限时间收敛的性能函数代替传统的性能函数,并改进了滑模控制器的结构.最后通过仿真进行验证,并对比三种控制策略,结果表明所设计的航天器交会对接预设性能滑模控制律具有理想的控制性能.