一、线性时不变网络初始值的确定（论文文献综述）
于涛[1]（2018）在《有向图下非线性多智能体系统的跟踪控制》文中提出多智能体系统分布式控制具有广泛的实际背景,是近年来控制领域研究的前沿和热点方向之一。有向图下基于领导者–跟随者框架的跟踪控制问题是多智能体分布式控制的一类核心和基础性问题。当前关于迟滞输入约束的多智能体协调跟踪控制的研究尚不完善,关于符号图下多智能体群体行为和分布式控制的研究还不充分,相关研究具有重要的理论和实际意义。本文针对有向图下非线性多智能体的跟踪问题开展研究,提出相应的分布式控制方法,主要包括以下几个方面:第一,研究具有迟滞输入约束的不确定非线性多智能体协调跟踪控制问题。在包含生成树的非负有向图下,单个领导者产生参考信号,每个跟随者被建模为一类高阶严格反馈非线性系统,系统模型具有动态不确定性和迟滞输入约束。通过反步法设计,提出相应的分布式自适应控制算法,其中输出反馈算法设计了神经网络状态观测器,并针对包含迟滞的未知扰动设计了扰动观测器;状态反馈算法利用全局神经网络设计,迟滞相关参数的自适应补偿设计,并发展了一种多Nussbaum函数工具处理系统未知时变虚拟控制系数。保证了闭环系统信号的一致最终有界性,最终实现了非线性多智能体有界残差内的协调跟踪。第二,研究基于预设性能的不确定非线性多智能体二分跟踪控制问题。在包含生成树的结构平衡的符号有向图下,单个领导者产生参考信号,每个跟随者被建模为一类具有动态不确定性的高阶严格反馈非线性系统。通过反步法设计了一类基于预设性能的分布式自适应控制算法;此外,基于鲁棒预设性能方法,仅利用智能体局部误差变量和预设性能度量,采用状态反馈和输出反馈方式,提出一种无近似结构和滤波器结构的低复杂度分布式控制算法。保证了闭环系统信号的一致最终有界性,最终实现了非线性多智能体有界残差内的二分跟踪,并保证了跟踪误差的暂态和稳态性能。第三,研究结构不平衡的符号有向图下匹配不确定非线性多智能体二分包含跟踪控制问题。在含有多个领导者节点的符号有向图下,每个跟随者至少能通过一条有向路径获得来自一个领导者的信息,并且放松对符号有向图结构平衡特性的限定。每个跟随者被建模为一类具有匹配不确定性的非线性系统,利用Riccati方法,提出相应的分布式自适应状态反馈和输出反馈控制算法。最终实现了一类结构不平衡符号有向图下匹配非线性多智能体二分包含跟踪的群体行为。因此,本文的研究结果可以进一步发展和完善多智能体系统分布式控制理论,也为解决相关实际问题提供了有价值的控制策略。
刘鹏[2]（2018）在《多主体结构刻画与分布式估计研究》文中研究说明随着传感器技术、网络技术和计算机技术等的快速发展,多主体系统和分布式估计已成为控制领域的研究热点,其应用前景引起学术界和工业界的普遍关注。多主体系统通过个体间的协调控制来实现单个个体无法完成的复杂任务,具有容错性、灵活性和鲁棒性等特点。多主体系统的能控性设计和领导选择在多车辆编队、自主水下航行器、智能交通和卫星姿态协同控制等工程领域已有广泛应用。同时,分布式估计算法不依赖于集中传感器,具有可扩展性的优点且能够适应不同环境的变化,在实际领域得到了广泛应用,如目标跟踪、空间碎片确定、环境污染监测和视频网络监控等。本文主要基于图论研究了网络化分布式系统的结构可控性、协同可观性、以及分布式滤波器设计问题。一方面研究了如何选择领导节点使得多主体系统强结构可控;并进一步扩展到需要测量信息的网络,分析了传感器的布控问题。另一方面,对于分布式估计问题,分析了强连通通信条件下网络的协同可观性,分别对线性和非线性系统设计了具有有限步精确一致的分布式信息Kalman滤波器和无迹Kalman滤波器。文中涉及到的分析工具包括图论、组合优化、线性系统和最优估计理论。论文的主要内容如下:1.基于图论研究多主体系统在结构化意义下的领导或测量选择问题。针对一阶积分器多主体系统,将此系统刻画成线性时不变系统,通过选择领导者使得多主体系统为强结构可控的。给出两类特殊的结构,证明这两类拓扑所需要的领导者数目为1,并指出一般任意有向拓扑可分割为此两类拓扑,从而可以根据此分割来选择领导者,同时分析了几类拓扑在某些主体失效的情形下仍能保证系统为强结构可控的领导者数目。对于存在测量并利用测量值设计输出反馈控制器时的多主体系统,将此系统转化为秩1双线性结构化系统,此时通过选取领导者和测量主体使得该系统为结构可控的。将此问题进一步转化为进行控制断面设计的优化问题,引入有向非圈图和二分图分解并定义动态图,分别用来验证结构可控时的输入和输出可达行、满秩和互素路径条件,借此给出具有最小代价约束时的断面求解方法。2.研究传感器网络的分布式估计协议设计问题。首先,证明了一类基于分布式观测器协议的存在性,并分析了实现状态重构时,该协议的参数与网络拓扑结构的关系。针对噪声存在时的线性系统,利用双时标设计技术对信息型Kalman滤波器的新息向量和新息矩阵进行有限步融合,并通过构造次优估计器的方法证明了协同观测性条件下该分布式信息型Kalman滤波器的稳定性。当目标建模为非线性随机系统时,设计递推类型的估计器来实现对目标状态的重构。非线性关系较弱时,可通过线性化来设计基于最大一致的分布式扩展Kalman滤波器;系统具有强非线性关系时,利用传感器节点自身的存储数据,完全分布式地构造出一致滤波状态和协方差矩阵,从而得到分布式无迹Kalman滤波器。
莫维科[3]（2020）在《电力系统频率闭环分析与控制》文中进行了进一步梳理2016年3月28日云南异步联网工程试验中出现了20世纪70年代常出现在水电机组供孤立负荷系统的超低频振荡现象,给人们敲起了警钟,重新引起了电力从业者和研究者对电力系统频率闭环问题的关注。研究电力系统频率闭环问题通常采用简单的单机一次调频过程研究模型或多机等值单机模型。采用该模型的适用性尚缺乏严格的数学证明,且该研究模型无法反映励磁系统和电力系统稳定器（PSS）的作用。如何从电力系统全系统详细模型中得到该振荡模式的研究模型,揭示其数学本质和物理意义并提出解决措施,是目前的研究热点。本文首次从数学理论上严格地证明了电力系统频率闭环问题的研究模型。由于解决这一问题最有效的办法是对处于频率闭环中的调速系统进行设计,因此本文也提出调速器独立协调设计方法以抑制电力系统频率闭环失稳。同时,电力系统稳定器可用于抑制电力系统低频振荡（功角振荡）,那么能否应用在抑制超低频振荡上,本文将对此作出回答,并提出抑制频率闭环失稳的PSS设计方法。本文的主要工作和创新成果如下:1)研究了超低频振荡的产生机理以及关键影响因素。首次从单机供孤立负荷系统的具体公式推导中,证明了超低频振荡与低频振荡/功角振荡是不相干的两个问题,两者分别是频率闭环问题和功角闭环问题。发现了频率闭环稳定的影响因素,为本文的研究框架打下了夯实的基础;同时,也对目前的一些论点进行了讨论,包括阻尼转矩法是否能直接用于分析调速系统在频率闭环的作用。2)本项目从多机电力系统转子动态模型出发,利用线性变换得到包含转子共同运动模式及转子相对运动模式的状态方程,并基于不变流形理论的模型降阶方法和新状态方程状态矩阵的特性,对转子共同运动模式及转子相对运动模式进行了解耦,解耦得到了多机系统频率闭环问题的研究模型,首次从数学理论上严格地证明了电力系统频率闭环问题的研究模型。3)对于防止多机系统频率闭环失稳的多调速器参数优化问题,本文基于奈奎斯特稳定判据和奈奎斯特图的数学意义,推论出保证并列传递函数单位反馈闭环系统稳定的充分条件,并基于该推论提出了防止多机系统频率闭环失稳的多调速器参数独立协调优化方法。4)基于Modal Induced Torque Coefficients（MITC）理论将多机电力系统全模型降阶到多机电力系统转子动态模型,根据该降阶结果且结合多机电力系统转子动态模型降阶到多机系统频率闭环模型的降阶过程,提出了抑制多机系统频率闭环失稳的电力系统稳定器（PSS）设计方法。本文从数学理论、电力系统建模以及物理意义三个角度论证了超低频振荡（频率闭环稳定）问题的本质,并严格地推导出防止电力系统多机系统频率闭环失稳的多调速器独立设计方法和电力系统稳定器（PSS）设计方法。本文从建模、分析及控制等角度形成一整套对电力系统频率闭环问题的研究方法和解决措施。
敖伟[4]（2017）在《信息物理系统中攻击检测与安全状态估计问题研究》文中研究指明随着信息技术与控制技术的发展,在现代控制系统中,比如电力网络系统、交通运输系统、化工生产系统等,对象系统的物理变化演进过程与信息处理传输过程,二者往往相互影响、深度耦合,而信息物理系统（Cyber Physical System,CPS）就是用来描述这类信息生成与物理动态过程紧密联系的系统。从本质上讲,CPS可以被视为一种含有控制机制的网络化系统。因此,依据控制理论的观点,既要分析信息物理系统中潜在攻击的特点及策略,尤其需要采用统一的方法或模式描述这些攻击的行为;又要研究信息物理系统在受到各种攻击情况下的安全控制方法,特别是攻击检测的可行性条件与方法,安全状态估计的可行性条件与方法。目前虽然已有不少这方面的研究,但仍然存在许多可以改进的地方。比如,目前的攻击检测与安全状态估计方法,基本上分为两类,一类是基于有限长度序列的,虽然能够保证有限时间的攻击检测与安全状态估计,但由于基于非观测器方法,其鲁棒性和抗扰动的性能不佳;另一类是基于观测器方法,但大多是渐近或指数收敛,因而状态估计实现的时间也较长。而基于观测器方法的快速或者给定有限时间的攻击检测和安全状态估计方法,可能更符合实际需要。本文综合利用线性系统理论、观测器理论、非线性系统理论等方法,针对几种含有攻击的信息物理系统,研究了其中攻击可检测的条件以及状态可安全估计的条件,提出了几种基于观测器的攻击重构与检测方法,并针对不同形式的攻击,解决了攻击重构、攻击检测以及安全状态估计问题。主要工作如下:1建立了包含信息攻击的信息物理系统模型,并从能力、行为、模型等三方面对攻击进行刻画,并针对典型的攻击,分析了其攻击策略、方式和危害;还将本文研究的主题构建为两类问题,即攻击检测问题与状态安全问题;2针对一类含有传感器攻击的线性信息物理系统,建立了基于弹性可观测指数的攻击检测与安全状态估计的充要可行性条件,设计了一种具有状态修正的有限时间状态观测器以及基于观测误差的检测器,可在给定有限时间内实现攻击检测;并提出了一种基于攻击告警的安全传感器集合搜索策略的安全状态估计方法,可在给定有限时间内解决安全状态估计问题;3针对一类包含状态攻击的线性信息物理系统,建立了攻击信号可重构与检测的充分条件,提出了一种将自适应滑膜观测器和鲁棒微分器相结合的方法,可在仅含有状态攻击时实现状态的安全估计以及攻击的检测与重构;进而将该方法推广到仅含有传感器攻击的情景,通过对获得的增广系统设计相应的自适应滑膜观测器与攻击信号重构器,可在受到状态攻击时实现状态的安全估计以及攻击的检测与重构;4针对一类含有混合攻击的非线性、不确定性的分布式信息物理系统,建立了攻击信号可重构与检测的充分条件,并提出了一种含有神经网络拟合策略的分布式鲁棒观测器,实现了状态的安全估计以及攻击信号的重构与检测。
李贤伟[5]（2015）在《基于广义KYP引理的有限频域分析与综合》文中进行了进一步梳理实际控制系统的各环节（如传感器、执行器、被控对象等）往往只具有有限的响应带宽,同时工程中的许多实际信号（如地震波、阵风扰动等）也只在某个或某些频率范围内含有较大的能量。为了考虑并利用系统和信号的有限频域特性来提高控制系统的性能,控制系统设计中的许多频域性能指标往往都限定在某些有限的频率范围内。传统的处理有限频域性能指标的主要方法是频率加权,但是这种方法具有增加系统阶次、缺乏系统的权重函数选取步骤等缺点;近十年来发展起来的广义Kalman–Yakubovich–Popov（KYP）引理则提供了处理有限频域指标更为直接和有效的方法。鉴于标准KYP引理在??∞控制理论—过去三十年来发展最为迅速的鲁棒控制理论分支—中的基础地位,广义KYP引理在被提出之后便受到了广泛的关注,许多学者在广义KYP引理框架下取得了大量研究成果。尽管如此,广义KYP引理框架下一些具有挑战性的基础控制问题尚未解决,同时现有的结果仍具有较大保守性。在总结前人工作的基础上,本论文不仅在广义KYP引理框架下系统地研究具有有限频域指标约束的性能分析、控制器设计、滤波估计和模型近似等控制理论问题,提出基于广义KYP引理的系统分析和综合新方法,同时将部分研究成果应用于风机主动结构控制等实际问题。第1章介绍频有限频域分析与综合问题的背景,重点分析以广义KYP引理为主要工具的现有研究成果的局限性。在此基础上,第2章和第3章首先研究有限频域指标下基于广义KYP引理的控制器设计问题,并将广义KYP引理进一步拓展到二维系统。针对有限频域指标下的静态输出反馈控制问题,第2章基于广义KYP引理提出了控制器设计的“两步法”,分别构造了控制器设计和初始值优化的启发式迭代算法,并把结果进一步推广到鲁棒输出反馈控制问题。所提出的设计方法不仅填补了尚无基于广义KYP引理的静态输出反馈控制器设计结果的空白,对进一步解决降阶滤波器和降阶模型的计算问题也极具借鉴意义。针对二维FM模型,第3章提出了新颖的二维广义KYP引理,并将该结果应用到二维系统的广义正实控制问题,分别给出了状态反馈和动态输出情形下的控制器设计方法。所提出的二维广义KYP引理统一了现有的二维FM模型的有界实引理和正实引理,对解决二维系统的其他综合问题具有重要的价值。第4章基于广义KYP引理,研究线性系统的广义??∞滤波问题。针对降阶滤波器设计问题,首先结合矩阵分离技术和“两步法”思想,分别构建了滤波器设计和辅助矩阵优化的迭代算法,并在此基础上提出了信道均衡问题的广义??∞解决方案。针对二维系统的广义??∞滤波问题,首先指出了现有二维有界实引理由于未能利用FM模型的结构特征而具有的较大保守性,然后应用第3章所提出的二维广义KYP引理,获得了滤波器设计的两种线性矩阵不等式方法。较传统的??∞设计方法,所提出的广义??∞设计方法不仅能够利用信号的有限频率特性提高滤波性能,即使就传统的??∞滤波而言,也具有更低的保守性。第5章基于广义KYP引理,研究控制理论中的另一个基本问题,即模型近似问题。首先,针对无源线性系统,应用广义KYP引理和“两步法”思想,提出了同时优化广义??∞误差水平和保持降阶模型无源性的降阶模型构造算法。其次,针对单输入单输出传递函数,基于多项式广义KYP引理,获得了保证近似传递函数存在的具有更少变量的矩阵不等式条件,并构造了有效的传递函数近似算法。在此基础上,还研究了一类特殊的数字滤波器设计问题,并给出了广义KYP框架下的解算方法。作为广义KYP引理的一个典型应用,数字滤波器的设计结果不仅验证了所提出的模型近似方法的有效性,同时克服了Iwasaki和Hara所给出的设计方法只能设计有限脉冲响应数字滤波器的局限性。第6章应用广义KYP引理研究时滞系统的稳定性分析和镇定问题。首先应用频域分割技术和广义KYP引理,提出了时滞系统时滞无关稳定性的两个线性矩阵不等式判据。对于单时滞情形和成比例多时滞情形,所提出的稳定性条件是充分且必要的。在稳定性分析的基础上,进一步获得了时滞系统状态反馈镇定控制器的存在条件。所提出的稳定性判据一方面克服或改善了现有的稳定性充分条件的保守性,另一方面具有易于拓展到时滞系统其他综合问题的优点。第7章研究浮式风机的主动结构控制问题,并应用第2章所给出的设计方法对结构控制器的参数进行优化设计。针对具有驳船平台的NREL 5-MW风机模型,首先利用高保真仿真工具所取得的输入输出数据,辨识得到了风机的三自由度线性设计模型,在此基础上应用第2章所给出的设计方法获得了两个具有不同增益的??∞主动结构控制器。通过对开环设计模型和闭环设计模型的模态进行分析,揭示了设计模型的局部幅值与控制器增益之间的定性关系,解释了使用广义??∞方法达到折衷控制器增益和波浪扰动抑制性能的可能性。最后,通过在全自由度非线性风机模型上的仿真实验,验证了所设计控制器的有效性。这一部分是广义KYP引理特别是本文所提出的控制器设计方法在工程实践中的一个试探性应用,不仅进一步验证了广义KYP引理在处理有限频域指标上的灵活性和有效性,也为风机的结构设计和控制提供了可供参考的理论依据。
贾成禹[6]（2020）在《电动汽车永磁同步电机模型预测控制技术研究》文中研究说明永磁同步电机具有高效率、高功率密度等优点,在汽车工业中常用作电动汽车的牵引电动机。考虑到永磁同步电机驱动系统是一个多变量、非线性、强耦合的系统,对参数和干扰极为敏感,同时,在电动汽车电机驱动系统中具有高电压、大电流的特点,这些关系到整车安全的约束条件必须得到明确的强制执行。而电动汽车驱动系统新兴的要求是在满足系统约束的情况下实现快速动态响应和提供较高的稳态控制精度。模型预测控制在学术界和工业领域取得了巨大的成功,一直作为研究的热点,其显著的优点是它能够在解决最优控制问题时系统地考虑约束,从而允许控制过程在所允许的极限下运行。为此,本文围绕着将模型预测控制理论应用到电动汽车驱动系统开展研究,主要研究永磁同步电机的电流控制和转速控制问题,分别设计了相应的模型预测控制算法,涉及到建模及线性化、电机参数辨识、扰动观测器设计、负载转矩估计,以及实施模型预测控制所涉及的数值优化方法等方面内容。归纳总结了模型预测控制理论在交流传动领域应用的设计要点,分析了内置式永磁同步电机电流控制问题中的参数敏感性,为了给模型预测算法提供精准的数学模型,并结合所构造的预测模型的特点,引入在线辨识算法对敏感参数进行在线辨识,将辨识结果用于反电势和交叉耦合项的计算以及目标控制电压的获取,并以此构成模型预测算法中的状态参数向量。由于实时辨识的参数反映了被控对象的时变特性,因此有效的提升了模型预测控制算法的参数自适应性,采用参数辨识结合模型预测控制理论设计了电流控制器,并通过引入显式模型预测控制技术极大的简化了由模型预测问题引入的在线求解最优化问题的计算量。设计了鲁棒的电流模型预测控制算法,以应对永磁同步电机在实际运行中的由于参数变化及外部扰动引起的不确定性,在存在约束的情况下,通过扩张状态扰动向量,获得了状态和输入受约束的线性系统模型,设计了自适应的观测器对扰动和状态进行在线观测,在线扰动观测与模型预测控制的联合设计保证了无稳态误差的控制效果,同时给出对闭环系统稳定性,收敛性以及无稳态误差的证明,电流控制器采用显式模型预测控制技术进行设计,极大降低了在线计算的复杂度。为了克服传统级联结构的转速控制器难以系统的处理约束并实现总体控制目标最优的问题,本文提出了LPV-MPC的转速电流一体化模型预测控制算法。在分析永磁同步电机的转速控制动态模型和最优电流控制策略基础上,将永磁同步电机的动态状态空间模型在稳态运行点处线性化,通过变换得到了增量形式的转速控制预测模型,设计了扩展卡尔曼滤波器对负载转矩等未知参数进行估计,构成状态反馈,并系统的将约束条件纳入到MPC的迭代优化过程中,通过代价函数的惩罚作用,将系统状态引向目标工作点,该控制策略具有目标状态跟踪误差和控制动作行为的多目标最优调节的特点,同时克服了因模型参数不匹配以及外部扰动引起的稳态误差,实现了转速和电流的最优控制。
韩渭辛[7]（2018）在《分布式测量系统的故障诊断与容错控制》文中提出被观测系统的分布式状态估计是传感器网络技术的基础问题之一。分布式估计相比于传统的集中式估计成本更低,抗风险能力更强,与分散式策略相比,估计性能更好,适用范围更广。但由于分布式测量系统的局部测量输出与被观测系统往往不能构成能观系统,给分布式观测器研究带来一定困难,相应的基于分布式观测器的故障诊断和容错控制研究也面临挑战。目前,分布式估计的研究成果较多,但是研究方法比较复杂,并且分布式故障诊断以及容错控制方面研究较少。本文主要围绕基于分布式观测器的故障诊断和容错控制展开研究,主要工作与研究成果如下:研究了分布式观测器的存在条件和简单设计方法,并探索了最小阶分布式观测器设计方法。该分布式观测器由一组局部观测器组成,局部观测器之间通讯网络为强连通有向图,并且每个局部观测器最终都能渐近地估计出原系统状态,局部观测器阶数与原系统相等。以此为基础本文首次提出了最小阶分布式观测器的存在条件和设计方法,充分利用局部输出信息重构出部分状态,从而降低了分布式观测器阶数。研究了基于H-/L∞指标和区间观测器的分布式故障检测方法。首先针对分布式测量系统故障检测困难的问题,设计了分布式H-/L∞故障检测观测器,H-/L∞指标不仅能够抑制干扰对残差的影响,而且能够增强残差对故障信号的敏感性,同时,L∞增益指标也能够生成用于故障检测的阈值。另外针对不确定系统,本文提出了基于区间观测器的分布式故障检测方法,通过设计分布式区间观测器得到正常系统局部输出区间,当发生故障时部分输出会超出区间从而检测出故障。研究了线性系统的全阶和降阶鲁棒分布式故障估计器设计方法。首先把故障看做原系统的增广状态,构造一个增广系统,然后针对该增广系统设计分布式故障估计器,各个局部故障估计器通过给定的通讯拓扑图互相交换信息,从而在每个观测节点都能同时估计出原系统的状态和故障信息。为了降低局部估计器的阶数,本文进一步利用局部测量信息,提出了降阶鲁棒分布式故障估计器。研究了基于分布式观测器的线性系统主动容错控制问题。首先针对执行器加性故障提出了分布式主动容错控制方法,本文把加性故障看做增广状态,进行故障估计,然后基于故障信息在控制器部分进行在线故障调节,设计了容错控制器增益和估计器增益矩阵。另外,针对执行器的乘性故障,提出了一种分布式主动容错控制方法,本文利用局部信息进行执行器乘性故障在线估计,然后进行局部补偿,最终实现线性系统全局主动容错控制。
陈宫甫[8]（1990）在《计算机辅助分析线性时不变网络的初始值(系统化算法)》文中指出用图论导出了求初始值的系统化算法以便于计算机求解,程序用FORTRAN-Ⅳ写成。文中对电路的结构、元件的类型没有限制,允许有四种线性受控源,还允许有冲激激励源d（f）。本算法不仅适合于连续的初始值计算,还适合于突变初始值的计算,并且可求得电路中各支路于f=0时刻的初始值。
叶菲[9]（2018）在《线性多个体系统的最优分布式协同控制器设计》文中认为多个体系统的先进控制方法是近几十年国内外学者研究的热点问题之一,其中最优设计方法是多个体系统先进控制的一个重要分支。虽然在多个体系统的最优控制方面已有了一些科研成果,但是对其的研究问题还不是很完善。多个体系统,特别是含有时滞的线性多个体系统,既具有多个个体间的相互通信时滞,又包含单个个体的输入时滞,使得已有的单系统反馈控制方法无法对这类连通的大规模系统实现有效的控制。实现多个体系统的一致性追踪是研究多个体系统先进控制方法的基础,其他类型的控制目标都可基于一致性的理论方法进行延伸。因此,如何针对含有时滞的线性多个体系统模型,采用最优控制方法,设计具有解析形式的先进控制器,使整个多个体系统既能够以优越的控制性能实现一致性追踪控制,又方便于工程应用,是一个具有重大理论意义及实际应用价值的研究课题。本文针对含有时滞的线性多个体系统,采用矩阵理论,代数图论,频域方法及最优控制理论研究了多个体系统的先进解析控制器设计问题。首先,建立了多个体系统在频域描述中的传递函数框图,分别得到同质和异质多个体系统实现一致性追踪的充分必要条件,从而将一个大系统对象的稳定性分析问题分解为有限个单系统的控制问题;然后,分别针对同质和异质多个体系统,以最优参考信号追踪和最优输入扰动抑制等性能指标为设计目标,通过严谨的理论推导,给出了使多个体系统性能指标最优的解析控制器设计方法。这类控制器设计方法包含以下几个特点:第一,单个个体的控制器可以独立设计,不依赖于全局信息,是完全分布式的;第二,所设计的控制器能保证线性多个体系统性能指标最优,且由具体解析式给出,易于实际应用;第三,整体闭环系统的性能可以通过每个个体控制器的可调参数定量调节,从而实现标称性能与鲁棒性能的折中,这对于工程应用具有很好的实际意义。本文的主要研究贡献包括:1.在频域中提出了一种用传递函数来描述多个体系统的多入多出框图结构。单积分,双积分和一般线性模型都可以用此框架描述,这个框图可以以一种统一的视角描述各种各样的线性多个体系统,同质系统只是其中的一个特例。另外给出线性多个体系统实现一致性追踪的充分必要条件。多个体网络系统的镇定问题可以转化为一系列独立子系统的零稳态误差控制问题。当个体数量很大时,多个体系统的稳定性变得很难分析,分解策略大大简化了分析的难度。2.针对无向网络结构下的同质多个体系统,提出了一种全新的H2最优一致性追踪控制器的解析设计方法。首先,利用分解方法将整个系统的内稳定性分析和H2性能指标简化为一系列独立的优化问题。然后,对能够镇定分解后的子系统且对阶跃输入具有零稳态误差的所有控制器进行参数化。最后,通过优化系统性能指标推导出最优参考值追踪控制器的详细解析设计形式。所提出的设计方法不仅能够最优化从参考输入到系统偏差的性能指标,而且能够最优化从输出扰动到系统输出的性能指标。3.针对无向网络结构下的同质多个体系统,提出了一种全新的H2最优输入扰动抑制控制器的解析设计方法。对于分解后的模态子系统,H2最优输入扰动抑制控制器可以从所有镇定控制器中计算得出,然后通过统一化得到具有相同类型和结构的分布式协同控制器。所提出的设计方法能够最优化从输入扰动到系统输出的性能指标。对由六个一阶时滞不稳定对象组成的同质多个体系统,采用所提出的解析设计方法设计了多个体的同步控制器,能够有效地抑制未知的输入扰动和模型不确定性。4.针对无向网络结构下的同质一般积分多个体系统,提出了全新的H∞和H2最优控制器的解析设计方法。一般积分对象的基本特征是个体动态同时含有积分项和时间常数项,是一种特殊类型的不稳定对象。对一般积分多个体系统解析控制设计方法的深入研究是很有需求和价值的。对于分解后的模态子系统,H∞和H2最优控制器可以分别通过相对应的性能指标解析地计算得出。所提出的控制器不仅能够优化参考信号追踪性能,而且具有一种简单的调节方式来权衡标称性能和鲁棒性能。同时,在自主水面船舶的编队控制中分别设计了H∞和H2舵机自动驾驶仪,实现了多船舶艏向角的最优同步控制。5.针对有向网络结构下的异质多个体系统,提出了一种全新的H2最优扰动抑制控制器的解析设计方法。首先基于列对角主导准则给出异质多个体系统实现一致性追踪的充要条件,当控制器的结构确定,分别求解出镇定对角闭环系统和列对角主导范围的稳定域,两个域的交集即复杂多个体系统保守的稳定域。然后对于不互相连通的单个子系统,独立地设计最优输出扰动、输入扰动和权衡输出-输入扰动抑制控制器。将每个控制器串联一个滤波器,通过调节单个滤波器的可调参数,不仅可以用来镇定整个系统,而且可以用来权衡系统的标称性能和鲁棒性能。这种由代数方法计算得出的分布式控制器比起传统的给定结构的控制协议具有更好的扰动抑制性能。6.针对未知输入负载干扰下的异质多个体系统,提出了一种基于扰动观测器的H2最优控制器的解析设计方法。首先基于传递函数建立统一的框图来描述线性多个体系统,并给定一个充要条件施加于每个控制器。再基于每个子系统的H2性能指标,解析地求解出最优一致性控制器和扰动观测器。扰动观测器是利用标称模型的逆来观测扰动,然后在输入通道中直接抵消掉扰动的影响。所设计的基于扰动观测器的分布式H2一致性控制器不仅可以实现对参考输入的一致性追踪,而且能够抑制外界的输入扰动和模型不确定性。
张凯[10]（2018）在《航天器近距离运动的相对轨道自适应滑模控制》文中提出随着外太空任务的复杂化,在轨航天器趋于结构复杂、功能多样化、在轨时间长和高成本等,从而增加了航天器故障风险。另外,空间碎片日益增多,进而加剧了轨道资源的紧张和严重威胁了在轨卫星的安全。为了应对新的挑战,国内外航天机构提出了航天器在轨服务与维护系统建设。在轨服务的典型任务包括卫星在轨维修、空间碎片主动清除和空间态势感知,它具有巨大的经济军事价值和重要的科学研究意义。服务航天器平台本身的精确运动控制是一个基础共性的核心问题,它是完成在轨服务任务的先决条件。在轨服务任务中,目标航天器主要分为合作目标和非合作目标。相较于合作目标,诸如太空碎片、翻滚航天器和敌方航天器等典型的非合作目标,它们的非合作特性主要体现在三个方面:1)在形态结构方面,目标星结构特性未知且没有匹配服务星抓捕的标准接口,给抓捕策略的设计带来了极大的困难;2)在导航测量方面,目标星与服务星之间不存在信息交互,并且没有安装敏感标志便于相对状态信息的测量,可能会导致反馈的导航信息存在较大的误差和不确定性,甚至存在仅有部分状态可知的糟糕情形;3)在行为方面,目标星无法实现三轴姿态稳定甚至存在翻滚或者轨道机动,这要求追踪星的姿轨机动必须考虑目标的机动特性。综上所述,面向非合作目标星的相对运动操控技术研究是一个极具挑战性的问题。本论文以航天器在轨服务任务为背景,围绕着近距离下航天器相对轨道自适应滑模控制这一科学问题展开研究,主要内容包括以下五个部分。首先,考虑空间在轨服务对象的运动特性,针对合作目标星,建立目标星当地轨道坐标系下的近圆轨道相对运动模型,该模型是线性定常系统。针对非合作目标星,建立追踪星视线坐标系下的相对轨道运动模型,该模型以相对距离和视线角为状态变量,是强耦合非线性系统。其次,针对近圆轨道上的合作目标星,将近圆轨道相对运动模型归为一类带有匹配干扰项的二阶机械系统,研究了二阶机械系统的自适应快速有限时间控制问题。结合反步法和非奇异快速终端滑模,并采用具有积分形式的强非线性Lyapunov函数,提出了一种新的快速有限时间控制律,并给出了控制器参数所需满足的充分条件以保证闭环误差系统的快速有限时间稳定性。进一步地,在干扰项上界未知的情形下,提出了一种自适应控制律,能够保证跟踪误差渐近收敛到零。最后,考虑航天器交会和绕飞两种典型空间轨道任务,数值仿真结果验证了所提方法具有更快的收敛速度和更高的跟踪精度。随后,考虑到航天器相对速度不可知的情形,在存在外部扰动和目标轨道角速度不确定性的情形下,研究了近圆轨道下航天器相对轨道运动的动态输出反馈控制问题。首先,基于自适应滑模控制方法,设计了航天器悬停的降阶动态输出反馈滑模控制器,能够保证跟踪误差渐近收敛到零的邻域内。另外,考虑H∞性能指标、极点配置和输入约束,设计了航天器交会的全阶动态输出反馈控制器,并基于线性矩阵不等式,将多目标动态输出反馈控制器设计问题转换为一组线性矩阵不等式的可行性求解问题。紧接着,考虑了航天器悬停和交会两种典型空间轨道任务。仿真结果表明,相较于全阶控制器,所提出的降阶滑模控制器仍能够保证航天器任务的顺利完成,并且取得很好的控制性能。然后,针对处于任意开普勒轨道的太空碎片和故障航天器等典型非合作目标,基于视线相对运动模型,研究了近距离逼近的相对轨道悬停问题。首先,结合线性滑模面和高阶滑模观测器,设计了基于干扰观测器的滑模控制器来补偿未建模动态特性,能够保证系统状态在有限时间内到达滑模面且跟踪误差沿着线性滑模面渐近收敛到零。进一步地,考虑到线性滑模面只能够保证跟踪误差随着时间趋于无穷大而收敛到零,引入非奇异快速终端滑模面来代替线性滑模面,设计了自适应非奇异快速终端滑模控制律。将未建模动态特性和外部干扰力归为一类不确定项,在不确定项上界已知的条件下,能够保证跟踪误差有限时间收敛到零。在不确定项上界未知的条件下,能够保证跟踪误差渐近收敛到零。考虑到传统自适律会产生很大的切换增益进而加剧抖振现象,引入了一种改进自适应控制律,能够保证跟踪误差收敛到零的邻域内。最后,考虑一类典型空间相对轨道悬停任务,仿真结果验证了所提出控制律的有效性。最后,针对一类具有轨道机动即运行于非开普勒轨道的非合作目标,在追踪星质量和目标星轨道机动项未知的情形下,研究了近距离下的相对轨道悬停问题。首先,将这类问题转换为具有未知参数和有界干扰项的二阶机械系统的自适应滑模控制问题。在干扰项上界未知的条件下,基于切换增益自适应律和连续投影算法,设计了一种自适应滑模控制器,所提出的依赖等效控制的自适应律能够显著地减小抖振幅值,相应的投影自适应律是连续的且可以强制质量估计值保持在期望的值域内。进一步地,为了消除抖振现象,用双曲正切函数代替符号函数,能够保证系统的跟踪误差收敛到零的邻域内。随后,考虑了航天器悬停典型空间轨道任务。仿真结果表明提出的自适应滑模控制律能够保证空间相对轨道悬停任务的顺利完成,并且可以有效地估计未知干扰项。
二、线性时不变网络初始值的确定（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、线性时不变网络初始值的确定（论文提纲范文）
（1）有向图下非线性多智能体系统的跟踪控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要数学符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 非线性多智能体的跟踪控制问题 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 非负图下多智能体协调控制 |
| 1.3.2 非线性多智能体协调跟踪控制 |
| 1.3.3 符号图下多智能体分布式控制 |
| 1.3.4 预设性能的非线性多智能体跟踪控制 |
| 1.3.5 多个领导者的多智能体包含跟踪控制 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第2章 具有迟滞输入的非线性多智能体协调跟踪控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 预备知识 |
| 2.2.1 代数图论 |
| 2.2.2 协调跟踪问题 |
| 2.2.3 广义迟滞非线性 |
| 2.2.4 神经网络近似 |
| 2.3 具有迟滞输入的非线性多智能体输出反馈协调跟踪控制 |
| 2.3.1 问题描述 |
| 2.3.2 状态观测器和扰动观测器设计 |
| 2.3.3 分布式控制器设计 |
| 2.3.4 稳定性分析 |
| 2.3.5 仿真验证 |
| 2.4 具有一般P-I迟滞约束的非线性多智能体协调跟踪控制 |
| 2.4.1 问题描述 |
| 2.4.2 全局神经网络设计 |
| 2.4.3 多Nussbaum函数设计 |
| 2.4.4 分布式控制器设计 |
| 2.4.5 稳定性分析 |
| 2.4.6 仿真验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于预设性能的非线性多智能体二分跟踪控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 预备知识 |
| 3.2.1 二分跟踪问题 |
| 3.2.2 预设性能 |
| 3.3 基于预设性能的非线性多智能体自适应二分跟踪控制 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 分布式控制器设计 |
| 3.3.3 稳定性分析 |
| 3.3.4 仿真验证 |
| 3.4 基于状态反馈的非线性多智能体预设性能二分跟踪控制 |
| 3.4.1 问题描述 |
| 3.4.2 充分条件引理 |
| 3.4.3 分布式控制器设计与分析 |
| 3.4.4 仿真验证 |
| 3.5 基于输出反馈的非线性多智能体预设性能二分跟踪控制 |
| 3.5.1 状态观测器设计 |
| 3.5.2 分布式控制器设计与分析 |
| 3.5.3 仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 符号有向图下多智能体系统二分包含跟踪控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二分包含跟踪问题 |
| 4.3 线性时不变多智能体二分包含跟踪控制:状态反馈方法 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 分布式控制器设计 |
| 4.3.3 稳定性分析 |
| 4.3.4 仿真验证 |
| 4.4 线性时不变多智能体二分包含跟踪控制:输出反馈方法 |
| 4.4.1 状态观测器和分布式控制器设计 |
| 4.4.2 稳定性分析 |
| 4.4.3 仿真验证 |
| 4.5 匹配非线性多智能体二分包含跟踪控制:状态反馈方法 |
| 4.5.1 问题描述 |
| 4.5.2 分布式控制器设计 |
| 4.5.3 稳定性分析 |
| 4.5.4 仿真验证 |
| 4.6 匹配非线性多智能体二分包含跟踪控制:输出反馈方法 |
| 4.6.1 状态观测器和分布式控制器设计 |
| 4.6.2 稳定性分析 |
| 4.6.3 仿真验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 附录A 系统稳定性理论 |
| 附录B 相关数学引理 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文及参与科研情况 |
（2）多主体结构刻画与分布式估计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 本论文专用术语的注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 多主体系统可控问题概述与相关研究 |
| 1.2.1 数值意义下的可控性 |
| 1.2.2 结构意义下的可控性 |
| 1.3 分布式估计问题概述与相关研究 |
| 1.3.1 观测器形式 |
| 1.3.2 滤波器形式 |
| 1.4 图论基础 |
| 1.4.1 基本概念介绍 |
| 1.4.2 二分图知识 |
| 1.5 本文工作与安排 |
| 1.5.1 当前研究存在问题 |
| 1.5.2 本文内容与安排 |
| 第二章 多主体系统强结构可控性：领导选择 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题描述 |
| 2.3 主要结果 |
| 2.3.1 基本图与图分割 |
| 2.3.2 保证强结构可控性的领导选择 |
| 2.3.3 存在节点失效时的强结构可控性 |
| 2.4 数值例子 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多主体系统结构可控性：测量与控制选择 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 预备知识与问题描述 |
| 3.2.1 系统图 |
| 3.2.2 问题描述 |
| 3.3 结构可控性与可观测性 |
| 3.3.1 输入和输出可达条件 |
| 3.3.2 最大匹配条件 |
| 3.4 最小代价控制断面问题的解 |
| 3.5 数值例子 |
| 3.6 结论 |
| 第四章 一类分布式观测器的存在性以及有限时间一致信息Kalman滤波器 |
| 4.1 无噪声时分布式估计器的存在性与设计 |
| 4.1.1 预备知识和问题描述 |
| 4.1.2 一类分布式观测器的存在性 |
| 4.1.3 分布式观测器的设计与稳定性 |
| 4.2 含噪声时有限时间一致信息Kalman滤波 |
| 4.2.1 问题表述和预备知识 |
| 4.2.2 Kalman滤波器及其信息形式 |
| 4.2.3 分布式Kalman滤波 |
| 4.3 仿真例子 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 有限时间一致无迹Kalman滤波器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 预备知识与问题描述 |
| 5.2.1 平均一致及其有限时间实现 |
| 5.2.2 问题描述 |
| 5.3 无迹Kalman滤波器 |
| 5.4 有限时间一致无迹Kalman滤波器 |
| 5.4.1 无向通信时有限时间一致无迹Kalman滤波器 |
| 5.4.2 有向通信时有限时间一致无迹Kalman滤波器 |
| 5.5 仿真例子 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 内容总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 (包括论文和成果清单) |
（3）电力系统频率闭环分析与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.1.1 电力系统超低频振荡的具体现象 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 超低频振荡现象及调速器设计 |
| 1.2.2 超低频振荡现象的研究模型 |
| 1.2.3 设计PSS解决超低频振荡 |
| 1.2.4 对超低频振荡的命名 |
| 1.3 研究意义及目标 |
| 1.4 本文主要的研究工作 |
| 第二章 单机供孤立负荷的频率闭环模型 |
| 2.1 单机供孤立负荷的线性化模型 |
| 2.1.1 微分方程组 |
| 2.1.2 励磁系统 |
| 2.1.3 调速系统 |
| 2.1.4 代数方程组 |
| 2.1.5 端口电压方程 |
| 2.1.6 单机供孤立负荷的线性化模型 |
| 2.2 讨论 |
| 2.2.1 励磁系统和PSS的作用 |
| 2.2.2 一种特殊的情况 |
| 2.2.3 阻尼转矩分析法分析原动系统对超低频振荡模式的作用的适用性 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 电力系统转子共同运动模式 |
| 3.1 基于不变流形理论的模型降阶方法 |
| 3.1.1 时不变系统 |
| 3.1.2 线性时不变系统 |
| 3.1.3 线性时不变奇异摄动系统 |
| 3.2 电力系统转子共同运动模式的导出和计算 |
| 3.2.1 电力系统转子动态线性方程组 |
| 3.2.2 转子共同运动模式的推导 |
| 3.2.3 转子共同运动模式与功角振荡模式的解耦 |
| 3.2.4 对转子共同运动模式的几点讨论 |
| 3.3 算例与分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 防止频率闭环失稳的调速器设计方法 |
| 4.1 防止单机系统频率闭环失稳的调速器设计方法 |
| 4.1.1 单机系统频率闭环模型 |
| 4.1.2 防止水电机组单机频率闭环失稳的水轮机调速器参数优化 |
| 4.2 防止多机系统频率闭环失稳的调速器独立设计方法 |
| 4.2.1 奈奎斯特稳定判据及其推论 |
| 4.2.2 基于奈奎斯特图的多机调速器独立设计方法 |
| 4.3 算例与分析 |
| 4.3.1 水电机组单机供孤立负荷的调速器参数优化例子 |
| 4.3.2 防止多机系统频率闭环失稳的调速器参数优化例子 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 提升频率闭环稳定性的PSS设计方法 |
| 5.1 提升单机系统频率闭环稳定性的PSS设计方法 |
| 5.2 提升多机系统频率闭环稳定性的PSS设计方法 |
| 5.2.1 Modal Induced Torque Coefficients理论 |
| 5.2.2 基于MITC的多机系统PSS设计方法 |
| 5.3 算例与分析 |
| 5.3.1 四机两区域系统 |
| 5.3.2 IEEE 68节点16机系统 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 附录A 附录 |
| A.1 四机两区域系统 |
| A.1.1 发电机模型及其参数 |
| A.1.2 励磁系统模型及其参数 |
| A.1.3 调速系统模型及其参数 |
| A.2 IEEE 68节点16机系统 |
| A.2.1 发电机模型及其参数 |
| A.2.2 励磁系统模型及其参数 |
| A.2.3 调速系统模型及其参数 |
| A.2.4 PSS模型及其参数 |
| A.3 单机供孤立负荷工况下的水轮机调速器参数优化模型的求解程序 |
| A.4 基于奈奎斯特图的多机水轮机调速器独立设计方法的计算程序 |
| A.5 提高发电机阻尼系数D总能提高频率闭环的稳定性 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）信息物理系统中攻击检测与安全状态估计问题研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 符号及缩写表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 论文研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究概况 |
| 1.3.1 信息物理系统的设计与分析方法研究 |
| 1.3.2 信息物理系统的安全分析研究 |
| 1.3.3 受攻击信息物理系统的脆弱性研究 |
| 1.3.4 信息物理系统中的攻击检测与防御研究 |
| 1.3.5 信息物理系统的安全设计研究 |
| 1.3.6 当前研究中存在的不足 |
| 1.4 研究内容与方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术方法 |
| 1.4.3 论文章节安排 |
| 2 受攻击信息物理系统模型及问题构建 |
| 2.1 受攻击的信息物理系统模型 |
| 2.1.1 信息物理系统模型 |
| 2.1.2 信息过程及攻击 |
| 2.1.3 受到攻击的信息物理系统模型 |
| 2.1.4 典型的受攻击信息物理系统 |
| 2.2 攻击建模 |
| 2.2.1 攻击能力 |
| 2.2.2 攻击行为 |
| 2.2.3 攻击模型 |
| 2.2.4 攻击与故障的对比 |
| 2.3 攻击检测相关概念 |
| 2.3.1 攻击检测 |
| 2.3.2 不可检测的攻击 |
| 2.3.3 不可分辨的攻击 |
| 2.4 典型攻击分析 |
| 2.4.1 拒绝服务攻击 |
| 2.4.2 偏置攻击 |
| 2.4.3 零动态攻击 |
| 2.4.4 重播攻击 |
| 2.4.5 错误数据注入攻击 |
| 2.5 本文研究问题构建 |
| 2.5.1 攻击检测问题 |
| 2.5.2 安全状态估计问题 |
| 2.6 小结 |
| 3 线性信息物理系统中有限时间传感器攻击检测与安全状态估计 |
| 3.1 系统模型和问题描述 |
| 3.1.1 系统模型 |
| 3.1.2 稀疏攻击与弹性可观测系统 |
| 3.1.3 问题描述 |
| 3.2 有限时间攻击检测 |
| 3.2.1 不可检测攻击 |
| 3.2.2 系统中的攻击的可检测条件 |
| 3.2.3 有限时间攻击检测器设计 |
| 3.2.4 稳定性分析 |
| 3.3 有限时间安全状态估计 |
| 3.3.1 不可分辨攻击 |
| 3.3.2 状态可安全估计的条件 |
| 3.3.3 有限时间安全状态估计器设计 |
| 3.3.4 稳定性分析 |
| 3.4 仿真验证 |
| 3.4.1 不可检测攻击 |
| 3.4.2 攻击检测 |
| 3.4.3 安全状态估计 |
| 3.5 小结 |
| 4 基于自适应滑膜观测器的状态攻击检测与安全状态估计 |
| 4.1 受状态攻击的信息物理系统模型 |
| 4.1.1 信息物理系统模型 |
| 4.1.2 攻击描述 |
| 4.2 攻击的可检测条件 |
| 4.2.1 绝对不可检测攻击为零的条件 |
| 4.2.2 相对不可检测攻击为稳定的条件 |
| 4.2.3 攻击的可检测条件 |
| 4.3 安全状态估计与状态攻击的重构和检测 |
| 4.3.1 系统变换 |
| 4.3.2 安全状态估计与状态攻击的重构和检测 |
| 4.3.3 稳定性分析 |
| 4.4 安全状态估计与传感器攻击的重构和检测 |
| 4.4.1 增广系统构建 |
| 4.4.2 传感器攻击的重构与检测 |
| 4.4.3 稳定性分析 |
| 4.5 仿真验证 |
| 4.5.1 受攻击的电网系统模型 |
| 4.5.2 电网系统受状态攻击时的仿真验证 |
| 4.5.3 电网系统受传感器攻击时的仿真验证 |
| 4.6 小结 |
| 5 分布式非线性不确定信息物理系统中混合攻击检测与安全状态估计 |
| 5.1 受混合攻击的分布式非线性信息物理系统 |
| 5.1.1 分布式非线性信息物理系统 |
| 5.1.2 分布式非线性信息物理系统中的攻击 |
| 5.1.3 问题描述 |
| 5.2 分布式非线性信息物理系统中的攻击可检测条件 |
| 5.2.1 包含攻击状态的增广系统 |
| 5.2.2 增广系统中攻击的可检测性 |
| 5.3 分布式鲁棒安全状态估计与攻击重构和检测 |
| 5.3.1 分布式鲁棒观测器设计 |
| 5.3.2 分布式攻击重构与检测 |
| 5.3.3 安全估计误差特性 |
| 5.3.4 稳定性分析 |
| 5.3.5 分布式鲁棒观测器的线性矩阵不等式条件 |
| 5.4 改进的鲁棒安全状态估计与攻击重构和检测 |
| 5.4.1 神经网络拟合不确定性 |
| 5.4.2 具有神经网络拟合的分布式鲁棒观测器设计 |
| 5.4.3 稳定性分析 |
| 5.4.4 分布式鲁棒观测器的线性矩阵不等式条件 |
| 5.5 仿真验证 |
| 5.6 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读学位期间参与的主要科研项目及贡献 |
| C. 作者在攻读学位期间取得的奖励 |
（5）基于广义KYP引理的有限频域分析与综合（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 有限频域分析与综合的研究背景与意义 |
| 1.2 有限频域分析与综合的主要研究方法 |
| 1.2.1 经典控制理论方法 |
| 1.2.2 基于频率加权函数的状态空间法(间接法) |
| 1.2.3 基于广义性能指标的状态空间法(直接法) |
| 1.3 广义KYP引理及其研究现状 |
| 1.3.1 有限频域的描述方法 |
| 1.3.2 广义KYP引理及其意义 |
| 1.3.3 基于广义KYP引理的控制理论研究现状 |
| 1.4 现有结果的不足 |
| 1.5 本文结构和主要内容 |
| 1.5.1 线性系统的广义KYP引理与有限频域控制 |
| 1.5.2 线性系统的广义 ??∞滤波 |
| 1.5.3 线性系统的广义 ??∞模型近似 |
| 1.5.4 基于广义KYP引理的时滞系统稳定性分析与镇定 |
| 1.5.5 广义KYP引理在浮式风机减载中的应用 |
| 第2章 具有有限频域指标约束的输出反馈控制 |
| 2.1 有限频域指标下的输出反馈控制 |
| 2.1.1 问题描述 |
| 2.1.2 性能分析条件的矩阵分离 |
| 2.1.3 控制器存在的充要条件 |
| 2.1.4 控制器设计的迭代求解方法 |
| 2.1.5 初始值的计算和优化 |
| 2.2 有限频域指标下的鲁棒输出反馈控制 |
| 2.2.1 问题描述 |
| 2.2.2 引入完全乘子的性能分析条件 |
| 2.2.3 鲁棒控制器存在的条件 |
| 2.2.4 鲁棒控制器设计的迭代求解算法 |
| 2.2.5 初始值的计算和优化 |
| 2.3 关于静态输出反馈镇定问题的一些注解 |
| 2.4 仿真算例 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 二维系统的广义KYP引理与广义正实控制 |
| 3.1 二维广义KYP引理 |
| 3.1.1 二维FM状态空间模型 |
| 3.1.2 二维有限频域的刻画 |
| 3.1.3 二维广义KYP引理 |
| 3.1.4 广义有界实引理及其与已有结果的比较 |
| 3.1.5 广义正实引理及其与已有结果的比较 |
| 3.2 二维系统的广义正实控制 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 性能分析条件的乘子展开 |
| 3.2.3 状态反馈控制器设计 |
| 3.2.4 动态输出反馈控制器设计 |
| 3.3 数值算例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 线性系统的广义 ??∞滤波 |
| 4.1 降阶广义H_∞滤波 |
| 4.1.1 问题描述 |
| 4.1.2 滤波性能分析 |
| 4.1.3 滤波器的设计与优化 |
| 4.1.4 辅助矩阵的性质与优化 |
| 4.1.5 基于广义H_∞滤波的信道均衡 |
| 4.1.6 数值算例 |
| 4.2 二维系统的广义H_∞滤波 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 二维系统H_∞性能和有界实引理的进一步讨论 |
| 4.2.3 滤波器设计： 方法一 |
| 4.2.4 滤波器设计： 方法二 |
| 4.2.5 数值算例 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 线性系统的广义H_∞模型近似 |
| 5.1 保持正实性(无源性)的广义H_∞模型降阶 |
| 5.1.1 问题描述 |
| 5.1.2 降阶模型性能分析 |
| 5.1.3 降阶模型的存在条件 |
| 5.1.4 降阶模型的计算和优化 |
| 5.1.5 鲁棒模型降阶 |
| 5.1.6 数值算例 |
| 5.2 传递函数的广义H_∞近似 |
| 5.2.1 问题描述 |
| 5.2.2 近似模型的分析 |
| 5.2.3 近似模型的计算 |
| 5.2.4 数值算例 |
| 5.3 基于广义H_∞近似的数字滤波器设计 |
| 5.3.1 模型近似框架下的数字滤波器设计问题描述 |
| 5.3.2 数字滤波器设计算法 |
| 5.3.3 数字滤波器设计示例 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于广义KYP引理的时滞系统稳定性分析与镇定 |
| 6.1 单时滞系统的稳定性 |
| 6.1.1 问题描述与预备知识 |
| 6.1.2 关于已有结果的一些注记 |
| 6.1.3 稳定性条件 |
| 6.1.4 稳定性验证步骤 |
| 6.2 多时滞系统的稳定性 |
| 6.2.1 时滞成比例的情形 |
| 6.2.2 时滞不成比例的情形 |
| 6.3 时滞系统的镇定 |
| 6.3.1 时滞成比例的情形 |
| 6.3.2 时滞不成比例的情形 |
| 6.4 数值算例 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 广义H_∞控制在浮式风机减载中的应用 |
| 7.1 风机模型简介 |
| 7.1.1 风机模型 |
| 7.1.2 风机结构控制 |
| 7.1.3 仿真工具 |
| 7.2 风机减载的主动结构控制 |
| 7.2.1 设计模型的结构 |
| 7.2.2 设计模型的辨识 |
| 7.2.3 设计模型的预处理 |
| 7.2.4 广义H_∞结构控制 |
| 7.2.5 控制器设计结果 |
| 7.3 仿真验证与结果分析 |
| 7.3.1 仿真环境设置 |
| 7.3.2 仿真结果 |
| 7.3.3 分析和讨论 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）电动汽车永磁同步电机模型预测控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 永磁同步电机控制技术的研究现状 |
| 1.2.1 永磁同步电机经典控制方法 |
| 1.2.2 现代控制理论在永磁同步电机控制系统中的应用 |
| 1.3 永磁同步电机预测控制概述 |
| 1.4 永磁同步电机参数辨识技术概述 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 基于CCS-MPC的预测电流控制策略 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 永磁同步电机的动态模型 |
| 2.3 永磁同步电机控制器传统设计方法 |
| 2.4 永磁同步电机MPC设计方法 |
| 2.4.1 MPC基本理论 |
| 2.4.2 预测模型的设计 |
| 2.4.3 约束条件 |
| 2.4.4 代价函数的设计 |
| 2.4.5 最优化问题的求解 |
| 2.5 显式模型预测控制 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于参数辨识的显式模型预测控制算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 IPMSM的参数敏感性 |
| 3.3 IPMSM的电流模型预测控算法 |
| 3.3.1 控制模型描述 |
| 3.3.2 约束条件处理 |
| 3.3.3 EMPC控制器综合 |
| 3.4 永磁同步电机参数辨识算法 |
| 3.4.1 递推最小二乘法原理 |
| 3.4.2 电感辨识模型设计 |
| 3.5 基于参数辨识的电流模型预测控制仿真及实验结果分析 |
| 3.5.1 仿真结果 |
| 3.5.2 实验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 无稳态误差的模型预测电流控制算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 线性预测模型的建立 |
| 4.3 自适应扰动观测器设计 |
| 4.3.1 稳态观测器设计 |
| 4.3.2 自适应算法设计 |
| 4.4 线性无稳态误差模型预测控制器实现 |
| 4.4.1 约束条件的线性描述 |
| 4.4.2 EMPC控制器实现 |
| 4.5 无稳态误差和稳定性证明 |
| 4.6 无稳态误差模型预测控制策略的仿真和实验研究 |
| 4.6.1 无稳态误差模型预测控制策略的仿真结果分析 |
| 4.6.2 无稳态误差模型预测控制策略的实验结果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 采用LPV-MPC的 IPMSM转速控制器设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统运动方程建模 |
| 5.3 经典的PMSM调速系统的MPC设计 |
| 5.3.1 驱动模型线性化 |
| 5.3.2 MPC设计 |
| 5.3.3 约束条件的线性描述 |
| 5.4 LPV-MPC转速控制器设计 |
| 5.4.1 参考电流生成策略 |
| 5.4.2 转速的增量式线性预测模型 |
| 5.4.3 增量约束条件描述 |
| 5.4.4 线性变参数MPC的约束优化问题 |
| 5.5 负载转矩观测器设计 |
| 5.6 LPV-MPC预测控制算法仿真及实验 |
| 5.6.1 转速环LPV-MPC仿真结果 |
| 5.6.2 LPV-MPC参数鲁棒性仿真结果 |
| 5.6.3 抗负载扰动实验结果 |
| 5.6.4 LPV-MPC调速性能对比实验结果 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（7）分布式测量系统的故障诊断与容错控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景、研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 分布式估计 |
| 1.2.2 故障检测及阈值计算方法 |
| 1.2.3 故障估计与容错控制 |
| 1.2.4 区间观测器 |
| 1.3 基础知识 |
| 1.3.1 符号定义 |
| 1.3.2 图论基础知识 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 线性时不变系统分布式观测器设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题描述 |
| 2.3 线性时不变系统分布式观测器 |
| 2.4 线性时不变系统最小阶分布式观测器 |
| 2.5 数值仿真与结果分析 |
| 2.5.1 分布式观测器仿真结果 |
| 2.5.2 最小阶分布式观测器仿真结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于分布式观测器的故障检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 线性系统分布式H_-/L_∞故障检测观测器 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 分布式H_-/L_∞故障检测观测器设计 |
| 3.2.3 分布式故障检测策略 |
| 3.2.4 仿真结果 |
| 3.3 基于分布式区间观测器的线性不确定系统故障检测 |
| 3.3.1 区间观测器相关的基础知识 |
| 3.3.2 问题描述 |
| 3.3.3 分布式区间观测器设计 |
| 3.3.4 分布式故障检测策略 |
| 3.3.5 仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 线性系统的分布式执行器故障估计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 全阶鲁棒分布式故障估计器 |
| 4.4 降阶鲁棒分布式故障估计器 |
| 4.5 仿真结果 |
| 4.5.1 全阶分布式故障估计器仿真结果 |
| 4.5.2 降阶分布式故障估计器仿真结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于分布式观测器的线性系统主动容错控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 针对加性故障的分布式主动容错控制 |
| 5.2.1 问题描述 |
| 5.2.2 分布式主动容错控制设计 |
| 5.2.3 仿真结果 |
| 5.3 针对乘性故障的分布式主动容错控制 |
| 5.3.1 问题描述 |
| 5.3.2 分布式主动容错控制设计 |
| 5.3.3 仿真结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）线性多个体系统的最优分布式协同控制器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多个体系统分布式协同控制的研究概述 |
| 1.2.2 本研究领域存在的问题 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 第二章 多个体系统最优控制设计的理论基础 |
| 2.1 代数图论 |
| 2.2 多个体系统的基本概念 |
| 2.3 多个体系统的内稳定性 |
| 2.4 范数和系统增益 |
| 2.5 多个体系统的性能指标 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 线性多个体系统的最优一致性控制器设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 一致性追踪性能分析 |
| 3.3 H_2性能指标的分解 |
| 3.4 内稳定性分析 |
| 3.5 H_2最优一致性控制器的设计 |
| 3.5.1 最优参考追踪控制设计方法 |
| 3.5.2 最优输入扰动抑制设计方法 |
| 3.6 数值仿真 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 一般积分多个体系统的最优一致性控制器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 一致性性能分析 |
| 4.3 一般积分多个体系统的一致性控制器设计 |
| 4.3.1 H_∞一致性控制器设计 |
| 4.3.2 H_2一致性控制器设计 |
| 4.4 应用仿真 |
| 4.4.1 线性船舶模型 |
| 4.4.2 多船舶编队控制器设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 异质多个体系统最优扰动抑制控制器设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 稳定性分析 |
| 5.3 最优扰动抑制控制器设计 |
| 5.3.1 输出扰动抑制控制器 |
| 5.3.2 输入扰动抑制控制器 |
| 5.3.3 平衡输出 -输入扰动抑制控制器 |
| 5.4 数值仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 异质多个体系统基于扰动观测器的最优控制器设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 稳定性分析 |
| 6.3 基于扰动观测器的控制器设计 |
| 6.3.1 控制器和观测器的参数化 |
| 6.3.2 H_2最优控制器设计 |
| 6.3.3 H_2最优扰动观测器设计 |
| 6.4 数值仿真 |
| 6.4.1 同质多个体系统 |
| 6.4.2 异质多个体系统 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
（10）航天器近距离运动的相对轨道自适应滑模控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 空间在轨服务技术研究现状 |
| 1.3 航天器相对轨道控制及相关问题研究现状 |
| 1.3.1 建模方法 |
| 1.3.2 控制方法 |
| 1.4 本文主要研究内容及安排 |
| 第2章 航天器轨道动力学描述及预备知识 |
| 2.1 通用定义 |
| 2.2 参考坐标系 |
| 2.3 航天器的开普勒轨道描述 |
| 2.3.1 开普勒轨道分析 |
| 2.3.2 轨道根数及其到笛卡尔直角坐标的转换 |
| 2.4 航天器轨道动力学模型 |
| 2.4.1 航天器绝对轨道运动模型 |
| 2.4.2 目标星当地轨道系下的相对轨道运动模型 |
| 2.4.3 追踪星视线系下的相对轨道运动模型 |
| 2.5 预备知识 |
| 2.5.1 有限时间控制相关结论 |
| 2.5.2 线性矩阵不等式相关结论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 近圆轨道上航天器相对轨道运动的自适应快速有限时间控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 快速有限时间控制器设计 |
| 3.3.1 干扰项上界已知的情形 |
| 3.3.2 干扰项上界未知的情形 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.4.1 情形1:干扰项上界已知的航天器交会任务 |
| 3.4.2 情形2:干扰项上界已知的航天器绕飞任务 |
| 3.4.3 情形3:干扰项上界未知的航天器交会任务 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 近圆轨道上航天器相对轨道运动的动态输出反馈控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 航天器悬停的动态输出反馈自适应滑模控制 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 自适应滑模控制器设计 |
| 4.2.3 仿真分析 |
| 4.3 航天器交会的多目标动态输出反馈控制 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 基于线性矩阵不等式的控制器设计 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 两种方法的仿真对比 |
| 4.4.1 情形1:航天器悬停任务 |
| 4.4.2 情形2:航天器交会任务 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 面向非合作航天器的相对轨道悬停的自适应滑模控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于干扰观测器的滑模控制器设计 |
| 5.2.1 问题描述 |
| 5.2.2 控制器设计 |
| 5.2.3 仿真分析 |
| 5.3 自适应非奇异快速终端滑模控制器设计 |
| 5.3.1 问题描述 |
| 5.3.2 控制器设计 |
| 5.3.3 仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 面向机动航天器的相对轨道悬停的自适应滑模控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 问题描述 |
| 6.3 自适应滑模控制律设计 |
| 6.3.1 传统自适应滑模控制律 |
| 6.3.2 改进自适应滑模控制律 |
| 6.3.3 抖振消除 |
| 6.4 仿真分析 |
| 6.4.1 情形1:面向非机动目标星的相对轨道悬停 |
| 6.4.2 情形2:面向机动目标星的相对轨道悬停 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、线性时不变网络初始值的确定（论文参考文献）
- [1]有向图下非线性多智能体系统的跟踪控制[D]. 于涛. 西南交通大学, 2018(03)
- [2]多主体结构刻画与分布式估计研究[D]. 刘鹏. 东南大学, 2018(05)
- [3]电力系统频率闭环分析与控制[D]. 莫维科. 华南理工大学, 2020(02)
- [4]信息物理系统中攻击检测与安全状态估计问题研究[D]. 敖伟. 重庆大学, 2017(06)
- [5]基于广义KYP引理的有限频域分析与综合[D]. 李贤伟. 哈尔滨工业大学, 2015(04)
- [6]电动汽车永磁同步电机模型预测控制技术研究[D]. 贾成禹. 哈尔滨理工大学, 2020(01)
- [7]分布式测量系统的故障诊断与容错控制[D]. 韩渭辛. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [8]计算机辅助分析线性时不变网络的初始值(系统化算法)[J]. 陈宫甫. 大连海运学院学报, 1990(01)
- [9]线性多个体系统的最优分布式协同控制器设计[D]. 叶菲. 上海交通大学, 2018(01)
- [10]航天器近距离运动的相对轨道自适应滑模控制[D]. 张凯. 哈尔滨工业大学, 2018