时滞系统

摘要： 储能设备固体电蓄热装置是利用低谷时段的弃风电量存储成热能,在电网调峰方面发挥重要优势。针对传统PID供暖控制系统中存在大滞后、超调量大及长时间振荡而引起的供暖出水温度波动太大,无法满足供暖需求的问题,提出了一种基于参数辨识的固体电蓄热时滞系统建模与动态矩阵控制设计。采集循环风量和供暖出水温度数据作为系统参数辨识的输入输出,通过最小二乘法得到辨识模型的参数,并设计了固体电蓄热循环风量-水温的动态矩阵控制策略。研究结果表明,动态矩阵控制算法超调量更小、抗干扰能力更强、效果更佳、动态性能更优。

摘要： 近年来,长链路延时导致的高频振荡现象在实际柔性直流输电系统工程中频繁发生。为了探究高频振荡的产生机理及影响因素,从时滞系统小扰动稳定性的角度研究柔性直流输电系统的高频稳定性,推导建立了考虑延时的柔性直流输电系统数学模型,利用Rekasius变换直接精确求取了系统的时滞稳定裕度。基于系统的时滞稳定裕度,定量分析了内环电流和锁相环参数以及有功、无功功率变化对柔性直流输电系统高频稳定性的影响。最后,利用电磁暂态仿真模型验证了理论分析的正确性。

摘要： 为进一步对离散控制系统进行系统设计与分析,使新的闭环系统渐近稳定,满足预期性能指标,在时滞依赖和时滞独立两种情形下,对奇异摄动不确定控制系统设计一个静态输出反馈控制器,构造一种新的二次求和型L-K泛函。利用交叉项界定方法对泛函差分过程进行放大,运用引理消除系统的不确定性,得到静态输出反馈控制器在时滞条件下的充分性判据,扩大了控制器的控制范围。通过算例验证结论的有效性和可行性,对比相应文献,展示所得控制器更加优越。

摘要： 在实际系统的工作过程中,时滞现象普遍存在,如控制信号的采集与传输、控制器的构建与实施、事件的决策与处理等.考虑并有效处理时滞特性的影响有助于提升系统的性能.基于连续反演算法的时滞补偿控制策略是一种有效的控制方法且取得很多研究成果.该时滞补偿控制的主要思路是将具有时滞特性的常微分方程或偏微分方程变换为不具有时滞特性的常微分方程−偏微分方程/常微分方程−偏微分方程(ODE−PDE/PDE−PDE)级联系统.进一步地,基于变换的级联系统,结合连续反演算法提出相应的控制策略.该方法具有系统的稳定性证明简单,鲁棒性强,易于求取闭环系统精确解等优点.详细论述了连续反演算法的基本原理,并针对基于连续反演算法的时滞补偿控制算法在处理输入、输出、状态等类型时滞特性的最新研究进展做简单的阐述和总结.最后,开放式地论述了时滞系统的未来研究方向.

摘要： 针对一类具有外部干扰的时滞系统,提出基于干扰观测器及重复控制器的干扰抑制方法。首先引入重复控制器以跟踪参考输入,然后利用干扰观测器重构外部干扰,并引入到状态反馈控制器中,补偿干扰对系统的影响,从而达到干扰抑制的目的。进一步,利用线性矩阵不等式的方法得到系统稳定性条件,最后用仿真验证所提方法的有效性。

摘要： Puiseux级数是研究时滞系统在重特征根附近动力学的一种数学工具,近年来已成为国内外一个研究热点.本文发现,在某些情况下,利用待定系数法求时滞系统的Puiseux级数时会出现矛盾现象,进而给出了产生矛盾的原因和正确应用待定系数法的思路,以及一定条件下的Puiseux级数范式.

摘要： 针对一类状态未知的非线性严格反馈时滞系统,本文提出了一种基于静态增益函数的输出反馈控制方案.首先构造了降阶观测器以估计非线性系统的未知状态.然后在Backstepping设计的每一步定义了具有控制增益函数的新型Lyapunov-Krasovskii泛函以补偿未知时变时滞,定义新的选择不唯一的连续控制增益函数以补偿非匹配项以及Lyapunov-Krasovskii泛函补偿时滞时产生的非负项.提出了一种无记忆输出反馈控制方案.理论分析表明:该控制方案消除了未知时滞的影响,保证了闭环系统所有信号的有界性,并使系统实现渐近稳定.最后仿真结果验证了此控制方案的有效性.

摘要： 文章研究了事件触发脉冲扰动下具有领导者的时滞多智能体系统一致性。假定脉冲满足一定的触发规则,通过采用Lyapunov稳定性理论和时滞系统稳定性分析方法,对于具有领导者的时滞多智能体系统的一致性进行研究,获得了多智能体系统一致性的充分条件。

摘要： 针对主动式升沉补偿控制系统在工作过程中存在的非线性、时滞性以及干扰性等造成系统的稳定性控制难度大的问题,为提高主动式升沉补偿控制系统的控制精度与稳定性,将自抗扰控制技术(ADRC)应用于船舶升沉补偿系统并进行数值仿真研究。对主动式升沉补偿控制系统进行数学建模以及自抗扰控制算法设计,并针对具有干扰和时滞环节的控制系统,将ADRC与传统的PID控制进行仿真效果对比,验证自抗扰算法的良好性能。最后以6级海况风浪流全耦合环境作为研究对象得出一套自抗扰参数组合,并将该套参数应用于多种海况环境进行仿真分析。仿真结果表明,不同耦合环境和不一样的海况环境下,ADRC使用同样参数下均取得了满意的升沉补偿控制效果,展现出很好的适应性能与鲁棒性。

摘要： 在实际生产控制系统中时滞现象相当普遍,而传统的PID控制方法对时滞系统的控制很难达到满意的效果且易引起系统的不稳定.Smith预估器是一种广泛应用于时滞系统闭环控制的有效方法,但存在预估器模型和被控对象参数不匹配时系统控制特性的劣化甚至发生振荡发散的问题.本文提出了一种基于李雅普诺夫稳定性理论,用于改善Smith预估器参数失配时控制特性的模型参考自适应控制方法,阐述了其基本原理并推导了1阶系统的自适应律,然后通过数值仿真计算进行了验证.理论分析推导和仿真计算结果表明,Smith预估器和自适应控制方法的结合明显改善了对时滞系统的控制性能,防止了系统的不稳定性,因而在一定程度上解决了Smith预估器存在的上述问题,取得了较好的效果,有望在实际的时滞系统和设备的过程控制中得到广泛的应用.

摘要： Lambert W函数因为其特有的性质,可以用于求解时滞系统的特征根,分析时滞系统的稳定性.使用Lambert W函数求解时滞微分方程,可以用显式表示出其特征根和时滞方程的解,得到时滞系统稳定的充分必要条件.此外,常用数学软件Matlab、Maple和Mathematica等都内置有Lambert W函数,使得用Lambert W函数求解时滞系统的特征根十分便捷.但是,目前使用Lambert W函数可以方便地求解一阶时滞微分方程和满足某些条件的高阶时滞微分方程,在求解一般高阶时滞微分方程时依然具有局限性.

摘要： 本文使用一种奇异系统方法讨论了时滞系统的输出反馈滑模控制问题。时滞系统的非线性项满足范数有界约束。首先，基于奇异时滞系统的稳定性理论，给出滑动模态稳定及切换面存在的线性矩阵不等式充分性条件。然后，给出使得系统闭环渐近稳定的静态输出反馈滑模控制器的设计方法，此控制器保证闭环系统有限时间到达切换面。最后，用一个数值算例验证本文方法的有效性和正确性。

摘要： 本文研究了不确定中立型时变时滞系统的鲁棒稳定性问题, 所考虑的系统不确定性环节包含了非线性摄动和满足范数有界摄动两类情况. 通过构造一个时滞分段的Lyapunov泛函, 基于Lyapunov稳定性理论和Jensen不等式技术分别得到两类不确定性情况下系统的鲁棒时滞依赖稳定性判据. 本文既没有用到传统的模型变换方法也没用交叉项界定技术, 综合考虑了中立型时滞和离散时滞, 从而避免了时滞无关稳定性判据导致的保守性. 并将结论描述为线性矩阵不等式形式, 数值仿真表明了本文所得判据的有效性和优越性.

摘要： 时滞系统作为直升机控制系统中的一个重要部分广泛存在于各个控制环节中,因此对时滞系统的研究具有重要的意义.由于时滞环节所固有的特性决定了其控制的复杂性,因此本文对时滞系统的控制方法进行研究,分别将Smith 预估控制算法、PID 参数自整定法、近似动态规划三种方法应用于典型时滞系统,仿真结果表明,近似动态方法不需要被控对象的精确数学模型,在时滞系统中工作稳定,可靠性高,优于其他两种方法.

摘要： 研究了PID控制作用下参数不确定一阶时滞系统的鲁棒稳定性问题.确定了一阶时滞系统能被PID控制器镇定的前提条件,给出了系统参数必须满足的几个稳定约束条件，证明了PID控制器对于一阶时滞系统的镇定始终是时滞相关的,并根据分析给出了PID控制作用下过热汽温的改进控制策略，并在某1000MW超超临界机组中进行了应用,取得了良好的控制效果。

摘要： 研究不确定时滞系统的时滞相关鲁棒H∞滤波问题，其中不确定参数是多胞类型的。结合自由加权矩阵方法和模型转换技术，通过构造Lyapunov-Krasovskii函数，推导出使滤波误差系统渐近稳定和满足H∞性能要求的鲁棒滤波器存在的线性矩阵不等式，并给出滤波器的设计算法。在采用模型转换技术的基础上，引入Leibniz-Newton公式，利用自由加权矩阵来描述与Leibniz-Newton公式的关系，克服使用固定模型转换而带来的保守性。仿真算例表明本文提出滤波方法的具有较小的保守性。

摘要： 为了解决控制系统中的时滞及参数摄动和外界干扰对系统的影响等问题，提出基于Smith预估的神经滑模控制方法，既利用Smith预估对滞后被控对象的补偿作用，又充分发挥滑模变结构控制在设计控制器时与被控对象参数及扰动无关的特性，使得系统在受到参数摄动和外干扰时具有不变性，增强系统的鲁棒性能，提高系统的控制品质。通过仿真研究，得到较为满意的控制效果。

摘要： 为了对随机共振现象的发生及相应机制进一步解释，作者对随机共振的若干基础问题进行了研究:(1)一类线性阻尼振子的随机共振研究，可分为过阻尼和欠阻尼两种情况。研究发现该线性系统中存在三种不同形式的随机共振。特别在欠阻尼情形下，当乘性噪声强度和调制噪声强度的比值大于1时，系统出现随机多共振现象；(2)非高斯噪声激励下非线性系统的随机共振研究。对非高斯噪声激励下的非对称双稳系统、激光模型、FHN神经元模型的随机共振和平均首次穿越时间进行了研究；(3)时滞系统的随机共振和自随机共振研究。

摘要： 研究线性不确定中立系统的时滞相关鲁棒稳定性和镇定问题。首先，通过构造一个新的Lyapunov泛函，由Lyapunov稳定性理论，获得了一个保证系统在无外部干扰和控制输入下时滞相关鲁棒渐近稳定的条件，且由一个线性矩阵不等式给出。然后，针对一类含干扰和控制输入的线性不确定中立系统，基于获得的时滞相关稳定性条件，设计出状态反馈镇定律,该控制律对所有容许的不确定性不仅使得相应的闭环系统在外部干扰为零时是鲁棒渐近稳定的，而且保证了闭环系统在外部干扰存在时，满足一定的H∞性能指标。最后，数值例表明了文中所得方法的有效性和改进性。

摘要： 研究线性不确定中立系统的时滞相关鲁棒稳定性和镇定问题。首先，通过构造一个新的Lyapunov泛函，由Lyapunov稳定性理论，获得了一个保证系统在无外部干扰和控制输入下时滞相关鲁棒渐近稳定的条件，且由一个线性矩阵不等式给出。然后，针对一类含干扰和控制输入的线性不确定中立系统，基于获得的时滞相关稳定性条件，设计出状态反馈镇定律,该控制律对所有容许的不确定性不仅使得相应的闭环系统在外部干扰为零时是鲁棒渐近稳定的，而且保证了闭环系统在外部干扰存在时，满足一定的H∞性能指标。最后，数值例表明了文中所得方法的有效性和改进性。

摘要： 使测量相机的快门时滞变得容易。通过将j个显示要素设为第一显示状态且将剩余的显示要素设为比第一显示状态更暗的第二显示状态，从而将显示部的显示要素设为第m个显示图案，在经过给定时间后，通过将处于第一显示状态的j个显示要素当中k个显示要素设为第二显示状态、且将处于第二显示状态的剩余的显示要素当中k个显示要素设为第一显示状态，从而将显示部的显示要素切换至第(m+1)个显示图案。对应于与切换动作同步而由相机执行的快门操作，由相机来拍摄在依次执行切换动作的过程中的显示部。基于相机所拍摄到的图像来导出快门时滞。

摘要： 本发明的目的在于提供一种具有不确定时滞的线性奇异系统的时滞相关H∞控制方法，包括：给出具有不确定时滞的线性奇异系统的状态空间描述；选取Lyapunov‑Krasovskii函数，利用改进的自由权和Lyapunov‑Krasovskii函数相结合的方法，推导并证明使系统内稳定，且具有给定H∞扰动抑制水平γ的有界实引理及LMI不等式；设计基于慢速子状态反馈的无记忆控制器u(t)＝Kx1(t)，给出使闭环系统稳定的包含非线性的矩阵不等式条件；对该矩阵不等式条件进行合同变换，针对矩阵不等式中的非线性项定义新的额外的矩阵变量和矩阵逆的限制条件，利用锥补线性化迭代方法，将非线性矩阵不等式的求解问题转换成非线性最小化问题，使所得结果在保证闭环系统稳定的同时具有给定的扰动抑制水平γ。

摘要： 本发明公开了多工序间变量时滞估计方法，包括以下步骤：选取各工序间变量，采样获得变量的时间序列并组成原始数据矩阵；利用多项式最小二乘拟合进行滑动窗口回归，并求导得到这些变量时间序列的导数数据矩阵；预定义采样时滞序列，根据导数数据矩阵，计算两两工序间变量经采样时滞平移后的趋势相似度；用L2范数最小表征多工序间变量的趋势一致性，建立多工序间变量时滞估计问题的优化模型；采用改进的自适应粒子群算法，求解多工序间变量时滞估计问题，寻优得到最优采样时滞序列。其利用实际生产流程现场积累的大量历史数据，可合理估计出生产流程多工序间变量的时滞，有效地提高了流程建模精度和优化控制效果，对生产流程节能减排具有重要意义。

摘要： 本申请公开一种时滞交通流模型的时滞反馈控制的方法，包括，引入时滞反馈位移差和时滞反馈速度差控制项，建立含有控制项的时滞交通流跟驰模型：其中，反馈控制信号F(t)为：F(t)＝k1(Δxn(t‑τf)‑Δxn(t))+k2(vn(t‑τf)‑vn(t))，其中，k1为位移反馈增益，k2为速度反馈增益，τf为时滞控制参数；利用稳定性理论求取能使受控的交通流稳定时位移反馈增益、速度反馈增益和时滞控制参数满足的条件；对时滞交通流模型实施时滞反馈控制方案，验证其有效性。

摘要： 本发明提供具有时变时滞的异构网络化多智能体系统分组一致的方法，属于网络化多智能体系统技术领域。本发明首先建立具有时变时滞的异构网络化多智能体系统的离散时间动态模型，构造状态观测器，并进行状态预测；然后设计分组一致性控制协议；再根据设计的分组一致性控制协议，得到分组状态误差方程与估计误差方程的紧凑表达形式；基于线性矩阵不等式获得状态反馈矩阵；最后将获得的状态反馈矩阵代入设计的分组一致性协议，实现具有时变时滞的异构网络化多智能体系统的分组一致。本发明解决了现有具有时变时滞的异构网络化多智能体系统中，利用过时的信息实现系统一致，影响系统收敛速度的问题。本发明适用于高阶异构系统的分组一致性设计。

摘要： 本发明涉及一种时变时滞多智能体的分布式脉冲一致性控制方法及系统，包括以下步骤：构建含有多个独立智能体的时变时滞非线性多智能模型，基于时变时滞非线性多智能模型获得目标状态模型；基于脉冲牵制控制方法构建分布式脉冲牵制控制器；根据智能体的时变时滞非线性多智能模型和分布式脉冲牵制控制器，定义误差向量并建立对应的误差系统模型；基于误差系统模型构建李雅普诺夫函数并证明其导数值有上界；求得脉冲发生时刻李雅普诺夫函数值的关系；利用脉冲比较原理和参数变分方法进行上界分析，得出带有时变时滞的非线性多智能体系统能够实现一致性。其系统的一致性误差将会以指数形式收敛到零，正确率高。

摘要： 使测量相机的快门时滞变得容易。通过将j个显示要素设为第一显示状态且将剩余的显示要素设为比第一显示状态更暗的第二显示状态，从而将显示部的显示要素设为第m个显示图案，在经过给定时间后，通过将处于第一显示状态的j个显示要素当中k个显示要素设为第二显示状态、且将处于第二显示状态的剩余的显示要素当中k个显示要素设为第一显示状态，从而将显示部的显示要素切换至第(m+1)个显示图案。对应于与切换动作同步而由相机执行的快门操作，由相机来拍摄在依次执行切换动作的过程中的显示部。基于相机所拍摄到的图像来导出快门时滞。

摘要： 本发明的目的在于提供一种具有不确定时滞的线性奇异系统的时滞相关H∞控制方法，包括：给出具有不确定时滞的线性奇异系统的状态空间描述；选取Lyapunov‑Krasovskii函数，利用改进的自由权和Lyapunov‑Krasovskii函数相结合的方法，推导并证明使系统内稳定，且具有给定H∞扰动抑制水平γ的有界实引理及LMI不等式；设计基于慢速子状态反馈的无记忆控制器u(t)＝Kx

摘要： 本发明公开了多工序间变量时滞估计方法，包括以下步骤：选取各工序间变量，采样获得变量的时间序列并组成原始数据矩阵；利用多项式最小二乘拟合进行滑动窗口回归，并求导得到这些变量时间序列的导数数据矩阵；预定义采样时滞序列，根据导数数据矩阵，计算两两工序间变量经采样时滞平移后的趋势相似度；用L2范数最小表征多工序间变量的趋势一致性，建立多工序间变量时滞估计问题的优化模型；采用改进的自适应粒子群算法，求解多工序间变量时滞估计问题，寻优得到最优采样时滞序列。其利用实际生产流程现场积累的大量历史数据，可合理估计出生产流程多工序间变量的时滞，有效地提高了流程建模精度和优化控制效果，对生产流程节能减排具有重要意义。

摘要： 本申请公开一种时滞交通流模型的时滞反馈控制的方法，包括，引入时滞反馈位移差和时滞反馈速度差控制项，建立含有控制项的时滞交通流跟驰模型：其中，反馈控制信号F(t)为：F(t)＝k1(Δxn(t-τf)-Δxn(t))+k2(vn(t-τf)-vn(t))，其中，k1为位移反馈增益，k2为速度反馈增益，τf为时滞控制参数；利用稳定性理论求取能使受控的交通流稳定时位移反馈增益、速度反馈增益和时滞控制参数满足的条件；对时滞交通流模型实施时滞反馈控制方案，验证其有效性。