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关键词

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人工智能 47

能源 46

可持续发展 38

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碳中和 15

系统工程 15

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基于切换系统建模的倾转旋翼机过渡模式光滑跟踪控制 Research Article

罗苛比,史爽,彭聪

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第11期页码 1591-1600 doi: 10.1631/FITEE.2300266

摘要：本文使用切换建模和光滑插值技术，研究倾转旋翼机过渡模式的状态跟踪控制问题。基于过渡模式的非线性动力学模型，采用Jacobi线性化方法，并根据倾转角设计切换信号，建立线性切换系统模型。在此基础上，设计H_∞状态跟踪控制方案解决过渡模式的控制问题。该方法不直接限制控制输入的幅值，而采用改进的光滑插值方法实现无扰切换。最后，以XV-15倾转旋翼机为例，验证该控制方案的有效性。

关键词：倾转旋翼机；状态跟踪控制；线性切换系统；类时间依赖的多Lyapunov函数方法；光滑插值

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基于异步切换和可容许边依赖平均驻留时间方法的切换线性系统镇定研究 Research Article

侯林林1,马萱1,孙海滨2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第5期页码 810-822 doi: 10.1631/FITEE.2000698

摘要：本文研究异步切换条件下切换线性系统的镇定问题。采用可容许边依赖平均驻留时间方法，设计包含慢可容许边依赖平均驻留时间和快可容许边依赖平均驻留时间的切换信号。这种切换信号设计方法消除了异步切换最大延迟事先已知的限制。构造的李雅普诺夫函数与系统模态和控制器模态均相关。给出了获取控制器增益和设计切换信号的稳定性准则及相应算法。最后，通过两个算例验证了所提结果的有效性。

关键词：异步切换；可容许边依赖平均驻留时间；多李雅普诺夫函数

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正实特征值切换拓扑的一般线性多智能体动态系统稳定性 Article

李升波, 王志涛, 郑洋, 杨殿阁, 游科友

《工程（英文）》 2020年第6卷第6期页码 688-694 doi: 10.1016/j.eng.2020.05.006

摘要：

时变的网络拓扑结构对多智能体系统的稳定性具有重要的影响。本文研究了在拓扑结构切换情况下，具有“领航者-跟随者”拓扑结构的一般线性多智能体动态系统的稳定性，并将其用于网联汽车的队列控制。为描述多智能体之间的信息交换，本文将切换拓扑建模为关联矩阵特征值均为正实数的有向图，利用黎卡提不等式设计了分布式控制率，并估算了闭环系统的收敛速度。研究提出了具有切换拓扑的多智能体系统稳定性充分判据，同时利用共同李雅普诺夫函数证明了该闭环系统的稳定性。将所得到的结论应用于网联汽车的队列控制，证明了所提出方法的有效性。

关键词：稳定性多智能体系统切换拓扑共同李雅普诺夫函数

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不确定二阶非线性多智能体系统时变编队跟踪控制 None

Jian-wen XU, Kaoru OTA, Mian-xiong DONG, An-feng LIU, Qiang LI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第12期页码 1546-1557 doi: 10.1631/FITEE.1800519

摘要：研究了含未知非线性动态和外界干扰的二阶多智能体系统时变编队跟踪控制问题。在所考虑的时变编队跟踪控制中，每个跟踪者在完成预设编队的同时，需要跟踪领导者轨迹。将未知非线性动态和外界干扰视为每个多智能体的扩张状态，并设计扩张状态观测器对扩张状态进行在线观测。在此基础上，提出基于扩张状态观测器的时变编队跟踪控制协议。理论分析表明，所设计的时变编队跟踪控制协议能够保证观测器观测误差和多智能体系统时变编队跟踪误差收敛至任意小。最后，将所设计的时变编队跟踪协议应用于无人机目标合围问题，验证了该方法的有效性。

关键词：多智能体系统；时变编队；编队跟踪；非线性动态；扩张状态观测器

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基于切换机制的所有子系统不稳定的非周期采样布尔控制网络镇定问题研究 Research Articles

Liang-jie SUN, Jian-quan LU, Wai-Ki CHING

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第2期页码 260-267 doi: 10.1631/FITEE.1900312

摘要：本文旨在进一步研究带有非周期采样控制的布尔控制网络的全局稳定性。前期工作指出一个带有非周期采样控制的布尔控制网络能够被转化为一个切换布尔网络；通过研究转化后的切换布尔网络的全局稳定性，可以进一步得到带有非周期采样控制的布尔控制网络的全局稳定性。遗憾的是，由于前期工作主要思想是利用稳定子系统抵消由不稳定子系统引起的状态发散，因此所考虑的切换布尔网络至少含有一个稳定子系统。本文主旨是恰当的切换行为也可以具有良好稳定特性；即当所有子系统都不稳定时，通过设计合适的切换律，切换布尔网络也能达到稳定。这与前期工作的思想完全不同。具体地，对这种情况，首先驻留时间被要求限制在一对上下界内；然后，利用离散化李雅普诺夫函数和驻留时间方法，得到一个全局稳定的充分条件；最后，通过一个生物实例来论证所得结论。

关键词：非周期采样控制；布尔控制网络；不稳定子系统；离散化李雅普诺夫函数；驻留时间

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状态受限吸气式高超声速飞行器自适应跟踪控制 Article

Gong-jun LI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第5期页码 599-614 doi: 10.1631/FITEE.1500464

摘要：本文研究了纵向通道吸气式高超声速飞行器的状态受限自适应跟踪控制问题，其中，速度、高度和攻角均要求跟踪给定的参考曲线。通过选择俯仰角作为新的输出并设计合适的俯仰角参考曲线，提出了一种新颖的间接攻角跟踪策略。基于重新定义的输出（即：速度、高度和俯仰角），给出了一种基于修正的退步控制器设计方法，其中，障碍李雅普诺夫函数用来求解控制增益未知情况下的状态受限控制问题。稳定性分析表明本方法实现了跟踪控制的目标，同时所有的闭环信号有界，状态始终满足给定约束。数值仿真验证了本方法的有效性。

关键词：高超声速飞行器；约束；输出重定义；障碍李雅普诺夫函数

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不对称时变状态约束下非线性系统自适应有限时间事件触发控制 Research Article

魏岩1,罗均2,严怀成3,王曰英2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第12期页码 1551-1684 doi: 10.1631/FITEE.2000692

摘要：研究了状态约束下多输入多输出不确定非线性系统的自适应有限时间事件触发控制问题。为防止系统状态违反非对称时变约束，建立tan型非线性映射函数，将所考虑的系统转化为等价无约束系统。在虚拟控制信号中引入光滑切换函数，以避免传统有限时间动态面控制方法在零附近的奇异现象。同时，采用模糊逻辑系统补偿未知非线性函数。引入合适的事件触发机制确定何时控制律更新。利用李雅普诺夫稳定性理论分析，证明闭环系统是半全局最终有限时间稳定的，且不违反状态约束。最后，通过仿真实例验证了所设计控制方法的有效性。

关键词：事件触发控制；非线性映射；自适应模糊控制；有限时间；状态约束

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耗散陀螺系统的李雅普诺夫函数构造：剩余能量函数方法 Personal View

Cem CİVELEK, Özge CİHANBEĞENDİ

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第4期页码 629-634 doi: 10.1631/FITEE.1900014

摘要：在自由度为4、张量有逆变（右上标）和协变（右下标）形式的耗散陀螺系统中，使用二阶线性微分方程建立拉格朗日耗散模型，即{L, D}模型。通过系统的{L, D}模型确定广义元素。剩余能量函数（REF）由哈密顿量及损耗或耗散能量（为负）之和组成，将其作为李雅普诺夫函数，可通过李雅普诺夫第二方法作稳定性分析，并从数学上推导出稳定性条件。

关键词：李雅普诺夫函数；剩余能量函数；耗散陀螺系统稳定性

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多重受限时滞逻辑控制网络的输出跟踪 Research Articles

Ya-ting ZHENG, Jun-e FENG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第2期页码 316-323 doi: 10.1631/FITEE.1900376

摘要：本文深入研究具有状态和控制受限的时滞逻辑控制网络的输出跟踪问题。与其他类型时滞相比，状态依赖型时滞数值的更新依赖当前的状态值和一个伪逻辑函数。多重受限意味着状态的取值局限在一个给定的非空集合以及控制器的设计有条件限定。采用矩阵半张量积方法将动态方程转化为代数形式，进而构造一个等价扩维系统。基于该扩维系统，输出跟踪问题被转化为集合镇定问题。利用变换的状态转移矩阵，可得到该系统实现输出跟踪的充分必要条件，通过数学软件容易验证此条件。此外，设计了状态反馈控制器使时滞逻辑控制网络的输出能跟踪参考信号。最后，通过一个例子验证本文的理论结果。

关键词：逻辑控制网络；多重受限；输出跟踪；镇定；状态依赖型时滞；半张量积

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APFD：面向移动轨迹大数据的出租车路径推荐方法 Research Article

陈卫彬1,3,陈杨杨1,2,张亚1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第10期页码 1511-1521 doi: 10.1631/FITEE.2100476

摘要：

本文研究了连续反馈方法在有限时间内同时实现路径跟踪和沿期望轨道编队运动控制的应用。假设虚拟领导者和跟随者之间的拓扑结构是有方向的。设计了一种称为障碍函数的附件条件，使所有智能体在一个有限的区域内移动。首先，基于障碍函数和反步法，设计了一种新型的连续有限时间路径跟踪控制算法。然后，通过将路径跟踪误差视为扰动，设计了一种新型的连续有限时间编队控制算法。详细研究了所得系统的稳定时间特性，并对所提策略进行仿真验证。

关键词：有限时间；协同路径跟踪；多智能体系统；障碍函数

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具有区域约束的一阶多智能体系统的有限时间编队控制 Research Articles

杨正全1,潘小芳1,张青1,陈增强2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第1期页码 1-140 doi: 10.1631/FITEE.2000177

摘要：研究具有区域约束的多智能体系统的有限时间编队控制问题。多智能体具有一阶动力学和一个共同目标区域。提出一种利用局部信息和交互作用的控制算法。如果通信图是无向连通的以及所设计框架是刚性的，证明该控制器可用于解决具有目标区域的编队问题。该控制算法可控制所有智能体在有限时间内进入所需区域，同时达到并保持所需队形。最后，给出一个数值例子说明算法的有效性。

关键词：有限时间编队；多智能体系统；渐进收敛；约束集；李雅普诺夫定理

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基于人工免疫算法的SVG电压外环控制器控制策略

杨建宁,孙玉坤,李自成,孙运全

《中国工程科学》 2007年第9卷第10期页码 30-35

摘要：

针对高维非线性电力系统复杂的控制对象，在静止无功发生器（SVG）的电压偏差-无功的控制方法上，采用人体免疫系统维持自身功能正常的机理，以稳定电力系统工作状态,提出基于人工免疫算法的SVG外环控制器控制策略。研究中识别电力系统中相应抗原物质的电压变动因素，细胞激活生成过程的模糊建模，运用Mamdani模糊推理和重心中心解模糊方法，得到内环控制所需要的无功参考值指令。通过单机双闭环控制的SVG控制器离线仿真，对三相对称短路故障后控制的影响分析，并与PI控制方式比较。结果表明，所提出的仿生免疫机理的控制方案对于SVG中动态无功调节过程和对电力系统稳定性的控制作用是有效的。

关键词：电力系统静止无功发生器类人体免疫反应模型李雅普诺夫能量函数

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复杂地质曲面三维插值—逼近拟合构造方法

李明超,缪正建,刘菲,王刚

《中国工程科学》 2011年第13卷第12期页码 103-107

摘要：

针对水利水电工程多源地质数据的特点，充分考虑了地质精度要求、曲面连续性和数据存储量等多方面的均衡，提出并实现了基于NURBS(non-uniformrational B-splines，非均匀有理样条曲线）技术的复杂地质曲面插值—逼近拟合构造方法。该方法对于工程关键区域集中且均匀分布的原始数据，采用NURBS蒙皮插值方法，使曲面严格通过这些数据点；对于周边区域分布离散的数据，采用NURBS逼近拟合方法，使曲面在给定精度下充分逼近原始数据；最后对整体曲面的地质结构合理性实例表明，该方法所构造的地质曲面能满足地质工程师的实际需要，并能为进一步的三维地质建模提供基础。

关键词：地质曲面插值—逼近拟合三维构造多源地质数据

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基于神经网络的固定时间约束下外骨骼机器人加速度重构方法 Research

薛涛1,王子威1,张涛1,白鸥2,张萌3,韩斌4

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第5期页码 649-808 doi: 10.1631/FITEE.1900418

摘要：精准的加速度信号采集对机械外骨骼系统十分重要，但其难以通过传感器系统直接测量。现有基于重构算法的加速度获取方法能够保证重构误差的有限时间收敛和扰动抑制，但忽略了误差约束和初始状态无关方法。为解决该问题，提出一种基于新型径向基神经网络的误差约束下的固定时间重构算法，以实现高性能的加速度信号估计。在该算法中，提出一种新型指数型障碍李雅普诺夫函数处理误差约束问题，该函数提供一种统一简洁的李雅普诺夫稳定性证明模板。与此同时，设计一种分数阶滑模控制律，以实现固定时间收敛；为进一步提升系统鲁棒性，使用自适应权重矩阵构建的径向基神经网络近似和消除完全未知的扰动。值得注意的是，该框架下误差的收敛时间与初始状态以及扰动无关，只取决于预设参数，并且重构误差始终位于预定义的界内。数值仿真实验和人体实验结果验证了本文方法的优点以及在实际场景中的鲁棒性。

关键词：加速度重构；固定时间收敛；约束控制；障碍李雅普诺夫函数；初始状态无关方法；外骨骼机器人