飽和非線性不確定離散隨機系統的控制與估計研究

《飽和非線性不確定離散隨機系統的控制與估計研究》是依託哈爾濱理工大學，由陳東彥擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：飽和非線性不確定離散隨機系統的控制與估計研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳東彥
• 依託單位：哈爾濱理工大學

項目摘要

本項少艱捆目研究多重指標受限的飽和非線性不確定離散隨機系統的控制與估計問題。針對隨機系統中的執行器/感測器飽和約束,研究飽和非線性的線性化表示，並討論系統屑禁戶朵的穩定性與控制問題，設計魯棒控制律以最大化系統的吸引域。建立具有執行器/感測器飽和、隨機發生非線性、隨機通訊時滯的控制系統模型，設計滑模控制櫻凝戀器及觀測器，給出保證閉環系統均方漸近穩定及干擾抑制性能的判別準則；在此基礎上，首次建立具有隨機混合時滯的非線性系統模型，套用時滯分割方法，給出滑模控制器及觀測器設計方法。此外，建立性能指標受限機率和參數不確定性機率之間的定量關係，首次研究保證閉環系統的各自輸出以可接受機率達到期望性能的濾波器設計問題，提出具有參數不確定性和已知統計分布的外部擾動的離散隨機系統的新的實時估計算法。本項目研究將有利於促進非線性隨機系統理論和魯棒控制理論的進一步發展，研究成果可套用於解決工業網路控制問題，為其提供有效的理論與方法。

結題摘要

本項目研究了多重指標受限的飽和非線性不確定離散隨機系統的控制與估計問題。第一，針對飽和非線性不確定離散系統，運用凸域法和Lyapunov泛函方法給出了系統全局漸近穩定性的充分判據，並設計最佳化算法減小了判據的保守性。第二，針對多重指標受限非線性離散隨機系統，考慮隨機參數不確定性、混合時滯和數據丟包，利用時滯分割法設計了滑模控制律使系統的滑模可達性條件成立，構造新穎的Lyapunov-Krasovskii 泛函得到了保證滑動模態均方漸近穩定性的充分條件，基於數據丟包機率設計了滑模函式以保證滑模動態的漸近性。第三，針對機率受限非線性離散隨機系統，（1）考慮乘性噪聲、測量丟失和量化影響，基於最小方差準則得到了濾波誤差協方差的上界境台，設計濾波增益保烏遙葛證了該上界在任意採樣時刻是最小的；（2）考慮相關噪聲、感測器隨機時滯和數據丟包，基於新息分析方法及最小方差準則設計了新的全局最優Kalman濾波算法，所建立的算法依賴於機率信息並易於線上套用；（3）考慮隨機發生不確定性和分散式傳戒榜獄漏感器時滯，構造狀態估計器和Lyapunov泛函，得到了保證估計誤差動態系統漸近穩定性的充分性判據，給出了估計器參數的顯式表達形式。另外，研究了具有隨機觀測信息的模型預測控制，獲得了新的模型預測控制算法；探索了控制方法在供應鏈系統管理中的套用，基於微分對策理論提出了供應鏈合作廣告策略與協調的新方法。本項目的研究完善了具有飽和非線性、隨機不確定性、隨機時滯、數據丟包和相關噪聲的離散隨機系統控制與估計的相關理論，提出了一些新方法，獲得了一些新結論，同時為解決實際問題提供了幾習背參考和借鑑。 本項目研究成果發表學術論文30篇（SCI檢索期刊論17文篇）、出版英文專著1部、授權發明專利1項、獲得省高校科技獎1項，參加國際會議16人次，開展國際合作4人次，邀請國內外專家講學7人次。