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带有时变时滞的分数阶阻尼系统可控性研究 Research Articles

何彬彬1,周华成2,寇春海3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第6期页码 809-962 doi: 10.1631/FITEE.1900736

摘要：本文研究线性与非线性分数阶阻尼系统的可控性。该系统具有多重时变时滞，且时滞位于控制函数中。对于线性系统，基于Mittag-Leffler函数，定义一个可控性Gramian矩阵，该矩阵对于判定线性系统是否可控具有重要作用。此外，对于两种特殊线性系统，给出易于判别的若干等价可控性条件。对于非线性系统，在相应线性系统可控前提下，给出充分条件确保系统可控性。最后，给出两个数值示例验证结论有效性。

关键词：可控性；分数阶阻尼系统；时变时滞；Gramian矩阵

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执行器饱和条件下不确定的中立型分数阶时滞系统的稳定性分析 Research Articles

Zahra Sadat AGHAYAN1,Alireza ALFI1,J. A. TENREIRO MACHADO2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第10期页码 1402-1412 doi: 10.1631/FITEE.2000438

摘要：分析了执行器饱和条件下中立型分数阶时滞系统的鲁棒稳定性问题。构建了一个Lyapunov-Krasovskii （LK）函数，并给出此类系统的渐近鲁棒稳定性条件，这些条件使用Lyapunov直接方法构造的线性矩阵不等式（LMIs）表示。

关键词：分数阶系统；稳定性；中立时滞；鲁棒性；饱和性

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状态和控制均具有多时滞的布尔控制网络可控性 Research Article

李一峰1,王兰2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第6期页码 906-915 doi: 10.1631/FITEE.2200618

摘要：本文研究状态和控制均具有多时滞的布尔控制网络可控性问题。首先，考虑控制具有多时滞的布尔控制网络可控性问题。对于该问题，本文通过定义一个新的矩阵乘积构建系统的可控性矩阵，基于该矩阵，得到一个系统可控的充分必要条件。其次，研究状态具有多时滞的布尔控制网络可控性问题，提出一个状态具有多时滞的布尔控制网络可控的充分必要条件。然后，提出一个状态和控制均具有多时滞的布尔控制网络可控性矩阵，利用该矩阵，提供一个简洁的可控性条件。最后，给出2个例子说明得到的理论结果。

关键词：布尔控制网络；矩阵半张量积；能控性；时滞

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输入时滞分数阶(0<α<1)奇异系统的观测器控制 Research Article

李丙新1,2,赵相飞1,2,张雪峰3,赵新1,2,4

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第12期页码 1862-1870 doi: 10.1631/FITEE.2200294

摘要：本文研究输入时滞分数阶（0<α<1）奇异系统的观测器控制问题。基于史密斯预测器和逼近误差，有输入时滞的系统近似等价于无输入时滞的系统。进一步地，基于线性矩阵不等式方法，提出基于观测器控制的充要条件。该条件由于包含等式约束，因此是非严格线性矩阵不等式条件，在使用工具箱求解时会遇到一些麻烦。因此，本文改进了基于严格线性矩阵不等式的条件。最后，通过数值算例和直流电机实例说明了基于严格线性矩阵不等式的条件的有效性。

关键词：基于观测器的控制；奇异系统；分数阶；输入时滞；线性矩阵不等式

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具有异构时延的多智能体系统的领导-跟随同步 Research Articles

Branislav REH罧, Volodymyr LYNNYK

《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.2000207

摘要：提出一种由时滞线性智能体组成的多智能体系统的领导-跟随同步算法。各智能体中存在的不同时滞会导致不收敛于零的同步误差。但是，可限制误差范数并给出误差边界。利用线性矩阵不等式对主要结果进行验证，且该问题的规模与智能体数量无关。通过案例对结果进行说明，强调稳定误差是由异构延迟引起的事实，并验证该算法在一定误差范围内有实现同步的能力。

关键词：多智能体系统；时滞；线性矩阵不等式

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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。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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基于子空间的离散时滞系统辨识 Article

Qiang LIU,Jia-chen MA

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第6期页码 566-575 doi: 10.1631/FITEE.1500358

摘要：本文研究了具有未知时延的线性随机时滞系统的辨识问题。时滞系统被表达为具有单一时延的时滞差分方程。首先利用状态增广方法将时滞系统转化为一个等价的线性时不变系统，然后采用传统的子空间辨识方法来估计增广系统矩阵。本文提出了一种ACS算法，从而得到时滞系统的状态空间模型。采用最小二乘法，利用卡尔曼状态序列和输入输出数据，得出相同状态空间下的时滞系统矩阵。仿真结果表明了这种算法的有效性。

关键词：辨识问题；时滞系统；子空间辨识方法；ACS算法；最小二乘法

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时变网络的收敛性及其应用 Research Articles

王庆领

《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.2000160

摘要：本文分析一类时变网络的收敛性。将收敛性质应用于具有未知控制方向的非线性多智能体系统协同控制问题，并提出一类新的基于Nussbaum型函数的控制策略。若时变网络是准平衡的，则所提控制策略可实现具有未知控制方向的非线性多智能体系统的收敛。所提算法的一个重要特点是，该算法可采用经典的Nussbaum型函数解决控制方向未知且不等同问题。最后，提出一个仿真案例验证所提算法的有效性。

关键词：时变网络；未知控制方向；Nussbaum型函数；准平衡条件

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基于脉冲分忆抗桥电路的分数阶记忆性神经突触加权 Research Articles

蒲亦非1,余波1,2,何秋燕1,袁晓3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第6期页码 862-876 doi: 10.1631/FITEE.2000085

摘要：提出一种新颖的分数阶记忆性神经突触加权电路。与以往大多数整数阶神经突触加权电路不同，该分数阶记忆性神经突触加权电路具有许多重要优点。由于忆阻的概念已从经典的整数阶忆阻推广到分数阶忆阻（分忆抗），分忆抗能否实现分数阶记忆性突触成为一个具有挑战性的理论问题。本文研究利用脉冲分忆抗桥电路实现的分数阶记忆性神经突触加权电路的特点。首先，利用基于脉冲的分忆抗桥电路设计分数阶记忆性神经突触加权电路结构。其次，从数学上证明分数阶记忆性神经突触加权电路的分数阶学习能力。最后，通过实验研究分数阶记忆性神经突触加权电路的电特性。分数阶记忆性神经突触加权电路在解释学习和记忆基础的细胞机制方面具有很强的能力，优于传统的整数阶神经突触加权电路，是该电路的主要优势。

关键词：分数阶微积分；分忆抗；分忆抗值；分数阶忆阻；分数阶记忆性突触

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一种工业过程时变参数估计新算法——修正目标函数法

张承慧

《中国工程科学》 2001年第3卷第11期页码 54-59

摘要：

针对某些工业过程控制参数高度时变的特点和LS拟合算法存在病态估计的现象，提出了一类基于修正目标函数的时变参数估计算法，并给出递推辅助变量算法。

关键词：参数估计计算方法 LS算法时变系统工业生产

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基于工期可控性的网络进度计划仿真评价方法研究

潘菲菲,王仁超,曹永雷

《中国工程科学》 2015年第17卷第1期页码 143-150

摘要：

针对工程建设过程中常常通过资源重新配置或提高资源利用率来应对风险事件可能引起工期延迟的问题，提出了基于工期可控性的网络进度计划随机仿真评价方法，以资源配置和利用裕度作为活动的可控性衡量指标，同时考虑了风险事件发生时间不同导致的风险应对措施的可实施性不同的问题算例表明：相对于传统的基于工期和基于因素的Monte-Carlo仿真评价方法，基于工期可控性的仿真评价方法得到的结果更为合理。

关键词：网络进度计划；随机仿真；风险应对；工期可控性；评价

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考虑时变效应的水电工程运行安全风险分析方法

张社荣,严磊

《中国工程科学》 2011年第13卷第12期页码 51-55

摘要：

针对水电工程风险因子的时变特性，用随机过程的方法模拟结构抗力与荷载作用，分析水电工程结构特性与运行方式，综合运用改进层次分析法、时变可靠度理论和风险率阈值以土石坝工程为算例，详细展示时变风险率评估方法的分析流程。算例表明，工程运行安全风险率与服役时间及设计标准有着密切关系；考虑时变效应，风险率随时间推移而逐渐增大，其与设计标准的交点反映结构技术性使用寿命。

关键词：水电工程运行安全风险分析风险率评估时变可靠度改进层次分析法

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用改进的分数阶最速下降法训练分数阶全局最优反向传播机 Research Articles

蒲亦非1,王健2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第6期页码 809-962 doi: 10.1631/FITEE.1900593

摘要：本文介绍采用改进的分数阶最速下降法（FSDM）训练分数阶全局最优反向传播机。该反向传播机是一种分数阶反向传播神经网络（FBPNN）。分数阶反向传播神经网络是反向传播神经网络（BPNNs）大家族中一个先进的分数阶分支，它不同于绝大多数传统一阶最速下降法训练的经典一阶BPNNs。本文提出的FBPNN反向增量搜索在其均方误差近似分数阶偏导数的负方向进行。首先，从数学上描述用改进FSDM训练的FBPNN理论概念。然后，详细给出FBPNN分数阶全局最优收敛性的数学证明，分析神经网络结构构建以及分数阶多尺度全局寻优问题。最后，通过实验比较FBPNN和经典一阶BPNN的性能：包括函数逼近、分数阶多尺度全局寻优以及基于实际数据的全局搜索和误差拟合能力比对。

关键词：分数阶微积分；分数阶反向传播算法；分数阶最速下降法；均方误差；分数阶多尺度全局优化