一、利用单位解矩阵估计判定非线性电路平衡点全局渐近稳定(论文文献综述)
田坤[1](2021)在《延迟非线性系统脉冲控制及其应用》文中研究表明近年来,研究人员发现生活中许多现象并非单纯的连续控制过程,而是兼具连续和离散的特征。脉冲控制本质上是在脉冲时刻以离散形式对系统施加扰动量,它可以真实地反映自然界和工程领域中一些系统的不连续动态特性,打破了连续控制理论对实际系统描述的局限性,能更准确地描述实际系统。传统控制方法对受控对象产生持续作用,而脉冲控制则以离散形式在脉冲时刻发生瞬时作用,因此连续控制理论不能直接应用于脉冲控制系统的研究,脉冲控制理论分析较连续控制理论更加复杂。目前脉冲控制理论已经在肿瘤化疗,航天器燃料优化控制,化学反应和种群动力学管理等方面取得了重大突破。但由于理论分析的制约,当前脉冲控制理论多数考虑受控模型的多样性,缺乏系统的、实用的研究成果,脉冲控制理论本身和应用方面还有很多问题亟待解决。对于一些实际问题,由于客观条件限制,实际系统的可操作变量有限,不允许全部变量受控,使得非线性系统有限操作变量脉冲控制器设计更加困难。本文将围绕上述问题,研究延迟非线性系统的脉冲控制理论,脉冲控制和同步的稳定性及利用脉冲控制使系统产生复杂的动力学行为,得到了一些新结论和新算法。具体研究内容如下:(1)提出了利用脉冲控制实现延迟非线性系统同步的方法,并给出了同步稳定性理论证明。首先,以两个相同的线性延迟反馈混沌系统作为研究对象,设计全变量脉冲同步控制器,证明全变量脉冲控制同步稳定性定理,利用所提定理确定脉冲控制器参数估计范围,通过仿真和实验观察到两个系统同步状态,验证所提理论的正确性。其次,考虑实际系统操作变量受限,全变量脉冲控制无法使用问题,提出单变量脉冲控制同步稳定性定理,依据定理条件确定单变量脉冲控制器参数范围,以两个相同的延迟反馈Chen系统作为研究对象,通过仿真和实验观察到同步状态,验证了所提定理的正确性。单变量脉冲控制和全变量脉冲控制均具有结构简单,易于实现的特点。在应用方面,单变量脉冲控制可应用于操作变量受约束的混沌系统,因此在实用性上要优于全变量脉冲控制方法。由于单变量脉冲控制方案削减了控制器数量,因此响应速慢于全变量脉冲控制方案。(2)提出了利用部分观测数据辨识复杂网络局部拓扑结构和单变量脉冲牵制控制实现复杂网络同步的方法,并给出了辨识和同步理论证明。基于自适应方法辨识复杂网络局部拓扑连接关系,解决了利用较少数据准确辨识网络拓扑结构的问题。证明了单变量脉冲牵制控制同步稳定性定理,通过能控性秩条件判定网络的能控性和确定网络的牵制节点以及牵制节点中的受控变量。依据所提的稳定性定理,设计复杂网络的单变量脉冲牵制同步控制器,使得整个网络处于同步状态。所提的单变量脉冲同步控制器不仅实现了复杂网络节点的混沌系统同步,而且只用部分节点的单个变量驱动,减少了控制器使用数量和对网络的要求,具有良好的应用前景。(3)提出利用脉冲控制在非混沌系统中产生混沌的方法,对参数处于稳定区域的Chen系统施加单变量脉冲控制,使得受控系统产生混沌吸引子。这种脉冲控制产生混沌的方法与状态反馈脉冲混沌控制方法具有相同的结构,因此该方法可以根据需要通过调整参数灵活地产生和消除混沌,同时该方法摆脱了传统混沌产生方法需要连续状态反馈的局限性,具有结构简单、易于实现等特点,适用于只能间断时刻施加控制量的系统。本文对受控系统产生的混沌时间序列进行了基本动力学分析。从定性角度,分析了受控系统的混沌时间序列的功率谱、分岔图;从定量分析的角度,计算了受控系统的Lyapunov指数。以非混沌Chen系统作为应用实例,设计了 Chen系统电路和脉冲控制电路,通过所设计的模拟电路,在实验中观察到了几种混沌吸引子,实验与仿真结果基本一致,验证了方法的有效性。(4)利用Smale马蹄引理证明了脉冲控制Chen系统中存在拓扑马蹄,从理论上证明了脉冲控制Chen系统确实产生了混沌,阐明了利用脉冲控制产生混沌的机理。采用了拓扑马蹄分析手段,提出脉冲控制系统的Poincare截面上拓扑马蹄的寻找方法,克服了延迟项初值对寻找Poincare逆映射的影响。设计了针对脉冲控制延迟系统的拓扑马蹄分析算法,并利用MATLAB进行了实现,利用所设计MATLAB软件分别分析了脉冲控制Chen系统和延迟反馈控制Chen系统中的拓扑马蹄。(5)提出了参数不确定情况下的肿瘤化疗模型脉冲控制方法,并给出了脉冲控制参数不确定模型的渐近稳定性分析。化疗剂的用量和周期可以看作脉冲控制的增益和间隔。首先,考虑到个体之间存在差异或测量数据不准确,导致模型的参数具有不确定性。其次,当前化疗方案仅仅依靠医生经验制定,化疗剂的用量依据具有单一性。针对以上两点,本章提出参数不确定下的自适应脉冲控制方法,利用Lyapunov稳定性理论,分析了脉冲控制化疗模型的正定性和持久性,并推出了脉冲控制间隔的上下界。利用本文提出的状态反馈脉冲控制调节每次注射化疗剂量,最终可达到消灭肿瘤细胞,维持免疫机能的目的。
周瑶[2](2021)在《登革热传染病模型的全局动力学研究》文中提出作为威胁人类健康的重要传染病之一,媒介传染病带来的影响不容忽视。登革热(Dengue fever)是一种以伊蚊作为传染媒介、由登革病毒引起的急性传染病,被WHO列为2019年全球最具潜在威胁的疾病之一,容易导致大面积的爆发流行,严重危害人民群众的身心健康。对登革热传染病的传播机理进行细致深入的研究也因此变得意义非凡。本文以登革热的传播机理为基础,重点分析了人-人直接传播、潜伏期以及周期环境对病毒在人群中传播的影响,由此建立了不同的数学模型。进一步,全面、细致的分析了系统的稳定性和持久性。再结合日本的实际患病数据,运用统计概率方法估计出了登革热传播的基本再生数。通过以上分析,为疾病的精准防控提供理论依据。全文结构安排如下:第一章,主要通过介绍登革热传染病传播模型的研究背景及其现状,引出研究价值与意义。第二章,给出论文研究所需的主要背景知识,包括一些相关的基础性概念、稳定性理论及研究方法等。第三章,以单菌株登革病毒的传播为例,根据其传播特点,重点考虑病毒可在人群中不经媒介而直接传播,建立相应的动力学模型。结合Lyapunov稳定性方法、La Salle不变集原理和单调系统相关理论等,对系统的全局稳定性进行研究,并得到如下结论:当基本再生数小于1时,系统的无病平衡点全局渐近稳定;当基本再生数大于1时,系统的地方病平衡点全局渐近稳定。第四章,考虑登革热的传播在人群中具有潜伏期,并将蚊虫分为幼虫和成虫两阶段,建立传染病模型,再研究其动力学行为。通过引入原系统的极限系统,得到了系统是一致持久的,进一步,利用单调系统相关理论证明了其地方病平衡点在R0(29)1时是全局渐近稳定的。第五章,在第四章的基础上引入周期环境对登革热传播的影响,建立一类在周期环境中人类患病具有潜伏效应的模型,得到了系统的一致持久性,数值模拟显示系统的解随着时间做周期振荡并一直持续下去。第六章,基于日本的实际登革热患病数据,结合分支过程理论,将疾病的后代分布考虑为常见的统计概率分布,利用蒙特卡洛马尔可夫链(MCMC)算法中的Metropolis-Hastings采样算法给出了登革热基本再生数的估计。第七章,总结本文关于登革热传染病传播模型的主要结果,并对下一步需要研究的问题进行展望。
杨文贵[3](2020)在《几类高阶和忆阻神经网络的稳定性和同步研究》文中研究指明自20世纪80年代以来,人工神经网络便一直是人工智能领域的研究热点之一.它是对人脑神经元网络从信息处理的角度进行抽象,建立一个简单的数学模型,并根据不同的连接方式形成不同的网络.随着众多学者的不断深入研究,神经网络已经取得了很大的进展.它们在许多领域都表现出了良好的性能,例如自动控制、智能机器人、预测估计、智能计算、图像处理与模式识别等等.一方面,高阶神经网络比低阶神经网络在逼近性能、存储容量、收敛速度与容错能力方面存在巨大的优势,这些优势可以应用于并行计算、自适应模式识别、优化问题.另一方面,由于记忆电阻器具有高存储性能、小体积及非易失性的特点,基于忆阻器的神经网络引起了信号处理、可重构计算、可编程逻辑、基于脑机接口的控制系统等领域的广泛注意.神经网络的动力学行为近年来得到了深入研究,特别是稳定性和同步性问题.本文主要对两类高阶双向联想记忆神经网络的平衡点、周期解、概自守解的存在性和稳定性及两类忆阻神经网络的平衡点、周期解的稳定性和它们的驱动-响应系统的同步现象进行了研究.进一步,利用神经网络或模糊逻辑系统的逼近特性,对两类不确定分数阶非线性系统的自适应控制进行了研究,获得了一些有意义的成果.本文的主要贡献体现在以下几个方面:1)研究了带有连续分布式时滞的脉冲模糊高阶双向联想记忆神经网络平衡点和周期解的全局指数稳定性.应用不等式分析技巧、M-矩阵、同胚理论和Banach压缩原理,构造了一些合适的Lyapunov-Kravsovskii泛函,建立了所考虑系统的平衡点和周期解的存在唯一性和全局指数稳定的充分条件.并通过数值模拟展示了获得的理论结果的可行性和有效性.2)考虑了时间尺度上具有时变连接时滞的中立型高阶Hopfield双向联想记忆神经网络概自守解的存在性和全局指数稳定性.这里主要采用了时间尺度上指数型二分理论、Banach压缩原理和微分不等式分析技巧.系统不仅考虑了一阶中立项对神经网络的影响,而且研究了二阶中立项对神经网络的影响.进一步,研究了具有连续分布式连接时滞的高阶Hopfield双向联想记忆神经网络.对于时间尺度T=R或T=Z,获得的结果也是新的.并通过数值仿真说明了提出的主要理论结果的可行性.3)研究了一类同时具有时变时滞和连续分布式时滞的忆阻神经网络的稳定性和同步性问题.利用同胚理论、时滞微分积分不等式技巧和适当的Lyapunov-Kravsovskii泛函,在Filippov解的框架下,得到了一些新的忆阻神经网络平衡点的全局指数稳定和驱动-响应系统同步的充分条件.另一方面,研究了一类具有时变时滞和连续分布式时滞的Cohen-Grossberg型忆阻双向联想记忆神经网络周期解的稳定性.利用Banach压缩原理和脉冲时滞微分积分不等式,给出了周期解存在和全局指数稳定的充分条件.该方法也可用于研究具有时变时滞和有限分布时滞的脉冲Cohen-Grossberg型忆阻双向联想记忆神经网络.在两类问题中可以利用求解不等式方法来估计出指数收敛率.另外,给出一些数值例子验证了所获得结果的实用性和1个获得的理论在伪随机数发生器中的应用.4)研究了具有混合时滞(异步时滞和连续分布式时滞)的脉冲模糊Cohen-Grossberg型忆阻双向联想记忆神经网络的稳定性和同步问题.应用不等式分析技巧、同胚理论和一些合适的Lyapunov-Kravsovskii泛函,建立了一些新的平衡点的存在唯一性和全局指数稳定的充分条件.在Filippov解、微分包含理论和控制理论的基础上,得到了系统全局指数滞后同步的几个充分准则.通过数值模拟,给出了3个例子说明所得结果的可行性和有效性.5)考虑了一类单输入单输出不确定非严格反馈分数阶非线性系统输出反馈控制问题.采用模糊逻辑系统逼近未知非线性函数,对不确定分数阶非线性系统进行建模.针对状态可测的情况,在返步法技术下,提出了一种自适应模糊状态反馈控制方案.针对状态不可测的情况,引入串并联估计模型,采用动态表面控制技术,提出了一种基于观测器的输出反馈控制设计方法.在参考信号的驱动下,利用Lyapunov函数理论,选择适当的设计参数,证明了所有信号的半全局一致最终有界性和对原点小邻域的跟踪误差.另外,给出2个数值模拟的例子来说明所提出的控制方法的有效性.6)研究了一类具有执行器故障和全状态约束的不确定非仿射非线性分数阶多输入单输出系统的自适应模糊容错跟踪控制问题.基于隐函数定理和中值定理,克服了非仿射非线性项的设计困难.然后,通过使用一些合适的模糊逻辑系统可以逼近未知的理想控制输入.通过构造障碍Lyapunov函数和估计复合扰动,提出了一种自适应模糊容错控制算法.此外,证明了在参考信号的驱动下,闭环系统中的所有信号都是半全局一致最终有界的,并且保证了非仿射非线性分数阶系统的所有状态都保持在预定的紧集内.并通过2个算例验证了所提出的自适应模糊容错控制方法的有效性.本文从理论上研究了几类高阶和忆阻神经网络的稳定性和同步问题及两类不确定分数阶非线性系统的自适应控制问题,所有获得的结果都经过了数值仿真的检验.最后,总结了本文的主要研究结果,并展望了未来的研究方向.
康硕[4](2020)在《电液式负载模拟器耦合特性及非线性加载控制策略研究》文中研究指明运载火箭推力矢量伺服机构是火箭的运动控制子系统,其性能优劣直接影响火箭在发射过程中的控制性能与可靠程度。在其研发过程中,通常采用一类电液式负载模拟器来实现地面性能测试。因此,负载模拟器对实际环境载荷变化情况的模拟精度高低与加载性能好坏直接决定推力矢量伺服机构的性能测试数据是否准确有效,进而间接影响火箭发射过程的可靠性。本文针对模拟载荷加载过程中所涉及的加载动力学建模问题与固有耦合特性问题进行了深入探讨,进而设计了相应的非线性加载控制策略,用以实现模拟载荷的高精度加载。首先,根据电液式负载模拟器的实际机械结构,提出了一种多扰动耦合力加载模型,其中考虑了来自被试推力矢量伺服机构的位置扰动、加载液压缸内部摩擦以及传动机构间隙等各类扰动因素对载荷加载过程的综合影响;并从理论上阐释了多余力现象的产生机理。通过对比仿真结果与实际工程现象,验证了所提模型的合理性,为后续分析非线性耦合扰动对加载性能的影响和设计基于模型的非线性加载控制策略奠定了理论基础。针对加载液压缸内部摩擦与传动机械间隙影响的精确补偿问题,对如何获得实际负载模拟试验系统中摩擦与间隙的精确数学描述进行了研究。考虑摩擦动态特性与间隙不连续特性,分别提出了适用于参数辨识的改进广义麦克斯韦尔滑移摩擦模型与拟线性间隙模型。继而,相应地设计了基于粒子群优化算法的摩擦参数辨识方法与结合二阶滑模速度观测器、递归最小二乘法的间隙参数辨识方法,解决了非线性模型参数难以准确辨识的问题。根据上述辨识方法与试验数据,获得了实际系统中的摩擦与间隙精确模型,并分析了各扰动参数摄动对加载性能的影响,进一步完善了前述多扰动耦合力加载模型,为后续设计非线性扰动的精确补偿方法提供了可行性。针对如何在多扰动耦合影响下实现模拟载荷的高精度加载问题,基于所建多扰动耦合力加载模型,分别设计了改进自适应终端滑模加载控制策略与基于控制输入抗饱和的几乎干扰解耦加载控制策略。首先,从改善加载过程鲁棒性的角度出发,提出了一种基于速度观测器的改进自适应终端滑模加载控制策略,该方法既可同时抑制位置扰动与间隙作用的影响,其有限时间收敛特性又可保证系统的动态性能,且其自适应项可对摩擦参数不确定性进行有效补偿。其次,采用将外部干扰从力加载过程解耦的思路,并考虑增强控制策略的工程实用性,又提出了一种基于控制输入抗饱和的几乎干扰解耦加载控制策略;此方法基于位置扰动与输出加载力的耦合特性分析与微分几何理论设计,通过选取合适的控制参数可将力跟踪误差减小至精度指标范围内,且无需考虑外部扰动的形式与边界,更为简单易行;此外,通过加入饱和补偿辅助子系统,减小了由硬件限幅引起的控制信号振荡,进而消除了相应的响应滞后现象,有效改善了加载过程的动态品质。最后,上述两种加载控制策略在改善力加载精度与动态性能方面的有效性均得到了仿真验证。为了验证上述所提出的两种加载控制策略在实际工程应用中的可行性,搭建了负载模拟试验系统,分别对二者的有效性进行了试验验证;并在此基础上,分别对比归纳了所提非线性控制策略与工业中常用的基于结构不变性前馈补偿的PID策略之间,以及两种非线性加载控制策略之间的性能差异,从而针对如何在不同应用场合下选取合适的加载控制策略给出指导意见。
柳扬[5](2020)在《多形态微生物发酵动力系统的稳定性研究》文中进行了进一步梳理“绿色经济”的发展充分考虑到生态与经济之间的关系以及能源的可持续发展的需求。作为一种重要的化工原料——1,3-丙二醇,其生产工艺已经从化学工业制造方法向微生物发酵法成功转变。1,3-丙二醇生产工艺的快速发展为我国的聚对苯二甲酸丙二醇酯产业带来了巨大的影响。本文以微生物发酵法生产1,3-丙二醇为背景,研究了 5维间歇发酵时滞非线性动力系统,8维间歇发酵非线性动力系统以及14维连续发酵带有基因调控混杂动力系统的强稳定性和渐近稳定性。在初值的扰动下,系统稳定性的研究对于发酵过程有着重要的意义。本文工作进一步完善了微生物发酵动力系统稳定性的研究,主要工作概括如下:1.鉴于微生物间歇发酵过程中时滞量一定存在,利用5维间歇发酵时滞非线性动力系统来刻画一类求不到解析解、无平衡点的歧化反应。通过构造这类非线性时滞动力系统解的线性变分系统,利用线性变分系统的基本矩阵解的有界性,证明了该系统在初始状态向量扰动下的强稳定性,数值结果验证了强稳定性。2.针对一簇微生物间歇发酵过程,由于系统状态变量与其变化速率都是光滑的,为了避免连续函数空间的无穷维数,采用了有限分段线性连续函数逼近任何连续函数的方法,将无穷维的优化转化成有限维的优化问题。在8维间歇发酵非线性动力系统中,利用分段连续函数作为优化参量,将系统分为若干个子系统,通过线性变分系统及基本矩阵解的性质证明了该系统解关于初值扰动的强稳定性,数值结果验证了强稳定性。3.在综合考虑了 3-羟基丙醛对于细胞增长的抑制作用、甘油和1,3-丙二醇的跨膜运输方式及最优的代谢路径的前提下,研究了微生物连续发酵基于酶催化-基因调控动力系统的稳定性。首先证明了该系统平衡点的存在性并采用数值法求得了该平衡点;由于系统存在不可微性,在平衡点附近构造一个可微的有效域,在该有效域内证明了系统的Jacobian矩阵和Hessian矩阵的有界性;最后构造该非线性系统的一个近似线性系统,证明了该近似系统的局部稳定性,从而得到了非线性系统是渐近稳定性的。
杨建湘[6](2020)在《基于分数阶理论的风电系统动力学特性分析及控制研究》文中进行了进一步梳理在风电装机容量和规模不断扩大的趋势下,涌入了大量的电力电子器件、发电机等动态元件,将影响整个系统的稳定性。风电系统内部机、电、磁等非线性因素易激发振荡行为,导致系统出现分岔或混沌现象。分数阶建模与分数阶控制具有更高的自由度和更优的控制性能,且自然界中大多数系统都可用分数阶形式描述。因此,论文结合分数阶微积分理论,针对风电系统机、电、磁等非线性振荡特性分析与控制问题进行了系统研究。具体研究工作如下:(1)建立风电系统整数阶动力学模型,包括:风电机组轴系模型、永磁同步风力发电机模型、并网互联电力系统模型以及电力系统铁磁谐振模型,并介绍分数阶微积分的基本定义、性质、求解算法及稳定性定理等基础知识,为后文分数阶方程的稳定性理论推导、分析与控制奠定了基础。(2)针对风电机组轴系模型的动力学特性分析及控制问题,不考虑时变刚度及外激励的自治轴系模型,分析其动力学特性。考虑时变刚度和风力机的机械输入转矩与发电机电磁转矩的组合外激励作用下,运用多尺度法,得到非自治系统的分岔方程,揭示组合激励对系统动力学行为的影响规律。此外,在传动轴扭矩方程中,考虑分数阶阻尼力和非线性刚度,建立风电机组轴系分数阶模型,采用快慢变量分离法分析组合激励下系统的响应特性,探讨分数阶阻尼对系统动力学特性的影响。为了快速有效抑制轴系扭振现象,考虑组合激励扰动的不确定性,提出一种鲁棒自适应固定时间终端滑模控制方法,与有限时间方法相比,所提出方法超调量更小,几乎无抖振,收敛更快且与初始值无关,仿真结果验证了该方法的有效性和优越性。(3)针对永磁同步风力发电机动力演化特征分析及混沌控制问题,推导了系统有无外激励时在平衡点处的稳定判别式,并计算出最小阶次,分析内部参数及外界激励变化对系统动力学特性的影响规律,证明了不同阶次下系统存在的混沌与分岔现象及其运动路径。为了减少甚至消除系统的非线性混沌振荡,考虑系统参数的不确定性及外界扰动,设计参数自适应辨识律,提出一种固定时间分数阶滑模自适应控制方法,与现有的方法比较,说明了所提出方法具有更高的性能优势。(4)针对电力系统在风电场有功功率和负荷消耗的无功功率作用下,易出现分岔与混沌振荡问题,以双参数整数阶动态模型为基础,展示双参数变化时复杂的动力学行为,进一步将整数阶模型推广到分数阶,分析系统产生混沌振荡的最小阶次,研究在双参数变化和不同阶次下系统的分岔和混沌特性。为了抑制系统的混沌振荡,考虑系统参数的不确定性,以系统平衡点为控制目标,提出了一种分数阶有限时间滑模控制方法,与传统滑模方法对比,验证了所提出方法在有限时间内稳定到平衡点,且参数辨识效果更优,鲁棒性更强。(5)针对风电场电力系统的铁磁谐振混沌机理分析及抑制问题,以风电场电力系统铁磁谐振模型为基础,分析系统进入混沌状态的基本条件,考虑外激励作用时的共振现象,采用多尺度法计算在主参数共振时的近似解并确定稳态解及稳定条件,探讨外激励对铁磁谐振动态特性的影响。进一步将模型拓展至分数阶,研究系统不同阶次和磁通链次方数的复杂动力学行为,为了抑制系统混沌振荡现象,基于时频域转换的频率分布模型,提出一种分数阶有限时间终端滑模控制器,实现了在有限时间内抑制谐振过电压中的混沌现象,并与传统滑模比较,证实所提出控制器的有效性和优越性。
孟潇潇[7](2020)在《孤岛微电网模型降阶及分布式二次控制策略研究》文中进行了进一步梳理微电网孤岛状态运行是保障敏感负荷可靠供电和系统安全运行的有效措施。基于多逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generator,IIDG)并联的微电网在孤岛模式运行下由于电源容量小、网架结构薄弱且缺少惯性,易出现稳定问题。但如果基于IIDG全阶模型研究其稳定性问题则容易引发维数灾难,需要研究IIDG的模型降阶方法。此外,基于分层控制的孤岛微电网如何在有效改善系统动态性能的基础上提升稳定性,也是微电网研究的主要热点问题。本文在国家自然科学基金(51277184)的支持下,在微电网模型降阶方面,研究了多IIDG并联的孤岛微电网基于多时间尺度的模型降阶方法;并在降阶模型分析基础上,针对通信网络资源充裕的微电网,提出了基于连续通信的非线性有界分布式二次控制方法;针对通信网络资源受限的微电网可能出现通信网络延时与丢包以及网络攻击问题,分别提出了计及通信延时与丢包影响的分布式二次控制方法和考虑通信网络攻击的分布式二次控制方法。论文主要工作如下:(1)研究多IIDG并联孤岛微电网的多时间尺度降阶方法;以微电网中基于下垂控制的IIDG为研究对象,建立包含功率下垂控制器、电压电流双环控制器以及滤波器和线路的IIDG完整模型;根据奇异摄动理论对IIDG完整模型进行多时间尺度特征划分,并对模型进行忽略快动态降阶处理;通过IIDG小信号模型的特征提取,对IIDG模型降阶前后的静态稳定一致性进行了分析;利用系统稳定域边界二次近似方法,对IIDG模型降阶前后的暂态稳定一致性进行了分析。(2)针对通信网络资源充裕情况下有限时间一致性控制算法可能导致抖振问题,提出一种非线性有界且基于连续通信的改进分布式二次控制方法;分析Lipschitz连续条件的定义,利用贝塔累积分布函数性质改进一致性控制算法,提升系统二次控制的收敛速度并抑制暂态超调;通过与有限时间一致性控制进行比较证明所提算法在解决抖振问题方面的优势;利用Lyapunov判稳函数证明控制策略的稳定性。(3)针对通信网络资源受限情况下分层控制可能出现的通信延时和丢包问题,提出一种基于事件触发控制的改进分布式二次控制方法;分析事件触发控制基本原理和分类方法,综合考虑通信延时和数据丢包对事件触发条件影响,设计基于状态量无关型的改进事件触发函数提高算法鲁棒性;研究通信网络的延时和丢包机理并以此估计最小触发时间间隔和最大可允许通信延时;通过理论推导证明所提控制策略的稳定性,与基于状态量相关型的事件触发控制算法比较证明改进控制算法的有效性。(4)针对通信资源受限情况下分层控制可能遭受欺骗性网络攻击问题,提出一种基于事件触发控制的改进分布式二次控制方法;分析网络攻击基本原理,构建欺骗性网络攻击概率模型;考虑欺骗性网络攻击隐蔽性、随机性特征,采用固定触发上限值的触发方式设计改进事件触发控制方法;分析随机稳定性基本理论,结合Layponov方法证明所提方法的均方收敛一致性;研究收敛上限值函数与关键参数关系并给出相应可调范围。
谷雅娟[8](2020)在《基于忆阻器的分数阶神经网络的控制研究》文中研究指明神经网络是一门新兴交叉学科,始于20世纪40年代,是人工智能研究的重要组成部分,已成为脑科学、神经科学、认知科学、心理学、计算机科学、数学和物理学等共同关注的焦点.人工神经网络是模拟人脑神经系统,具有学习、联想、记忆和模式识别等智能信息处理功能的非线性系统.分数阶微积分作为整数阶微积分的推广,具有无穷记忆与遗传特性,有助于神经元高效的信息处理,并可以触发神经元的振荡频率的独立转变.分数阶微积分能很好的应用于神经网络的研究.此外,忆阻器作为第四种电路基本元件,具有时间记忆特性,这与生物大脑中神经突触的工作原理类似.因此,分数阶忆阻器神经网络具有更高的智能学习水平,具有重大的研究价值与应用潜力.另一方面,混沌同步的应用领域广泛,涉及物理学、力学、光学、电子学、化学、信息科学、生物学和动力系统保护等领域.尤其分数阶神经网络的混沌同步在保密通信、图像处理、模式识别等领域表现突出,具有广阔的应用前景.目前,有关分数阶神经网络的研究,大多基于Caputo分数阶微分定义,少数基于Riemann-Liouville(R-L)分数阶微分定义,这两种分数阶微分定义各有优势,两种分数阶系统的研究方法也并不相同.本文分别研究了Caputo型分数阶神经网络与R-L型分数阶神经网络的驱动-响应同步,研究模型包括忆阻器神经网络、竞争神经网络与惯性神经网络等.根据模型中参数已知、参数不确定和参数未知的情形,分别设计了有效的控制器,得到了实现同步的充分条件,并给出了数值模拟验证了理论结果的正确性与有效性.详细的工作介绍如下:1.有关Caputo型分数阶神经网络的研究,大多使用Lyapunov方法得到稳定性结果.但是该方法要求Lyapunov函数是连续可微的,仅适用于连续的分数阶系统.针对不连续的Caputo型分数阶神经网络,本文给出了连续不可微的Lyapunov函数的Caputo分数阶微分不等式,为分析不连续的Caputo分数阶系统提供了有力的理论工具.进一步地,通过该不等式,结合分数阶时滞系统比较定理与线性分数阶系统稳定性定理,得到了Caputo型分数阶忆阻器神经网络的同步条件.2.有关R-L型分数阶神经网络的研究结果和研究方法较少,本文研究了R-L型分数阶忆阻器神经网络的同步问题,给出了连续不可微的Lyapunov函数的R-L分数阶微分不等式,通过该不等式,构造包含R-L分数阶积分项的Lyapunov函数,根据R-L分数阶微积分的性质,通过Lyapunov直接方法得到R-L型分数阶忆阻器神经网络的同步条件.3.大量关于分数阶神经网络的研究,都假定神经网络的参数已知.而实际情况下,参数不可能确切知道,这些不确定因素将会破坏系统同步.针对参数未知的Caputo型分数阶神经网络与参数未知的R-L型分数阶忆阻器神经网络,分别设计了有效的自适应控制器及参数更新律,在实现驱动-响应同步的同时,也实现了对未知参数的准确估计.4.研究了带有不同时间尺度的R-L型分数阶竞争神经网络,考虑到短期记忆变量和长期记忆变量的不同特点,给出了分数阶阶数不同的竞争神经网络,分别给出了参数已知以及参数未知的不相容的分数阶竞争神经网络的同步条件,并将分数阶竞争神经网络的混沌同步应用于保密通信领域.5.首次将惯性项引入R-L型分数阶神经网络,给出了R-L型分数阶惯性神经网络模型,对应的动力学方程,包含系统状态的两个不同的分数阶导数项.进一步地,根据R-L分数阶微积分的性质,进行恰当的变量替换,将R-L型分数阶惯性神经网络转化成一般的分数阶神经网络,进而得到了R-L型分数阶惯性神经网络的稳定条件及同步条件.
王夏明[9](2020)在《基于积分不等式的多时滞电力系统稳定性研究》文中研究表明电能作为当今社会发展最重要的能源之一,在国计民生中担任着重要角色。我国电力系统日趋复杂,对于发电能源的利用效率要求越来越高,所以,对电力系统稳定性的要求日益增加。在“西电东送,南北互供,全国联网”原则的指导下,我国正在建设适应大规模电能跨区传输的区域互联电网。大型互联电网,加强了各个区域电网的电气联系,提高了电网运行的经济性,但是同时也使得电网运行工况更为复杂,导致危害系统稳定运行的区域间低频振荡时有发生。这种情况下,仍采用仅依靠本地信号的局域控制方法,已经难以对广域电力系统进行准确的稳定控制,因此电力系统的广域控制方法应运而生。广域测量系统的出现,大力推动了大型互联电力系统稳定控制技术的发展。由于采用远方控制信号,其延时不可忽略不计,提前准确分析广域时滞电力系统的稳定性,对其可靠运行具有举足轻重的作用。本文针对广域电力系统中的信号传输时滞情况做了较为深入的研究,主要内容包括:(1)针对互联的广域电力系统,考虑多条二次回路存在传输时滞,以及存在参数时变不确定性扰动的影响,然后在描述无时滞电力系统的微分代数方程基础上,加入时滞项以及不确定性扰动项,分别推导了用于研究其稳定性、鲁棒稳定性的数学模型;(2)给出了适用于多时滞控制系统的改进稳定判据,在LyapunovKrasovskii泛函增广向量中加入二重积分项,而且也剔除了泛函中的冗余部分,构造了描述系统更优的泛函,然后采用保守性非常小的改进积分不等式,界定泛函求导后仍存在的积分项,最后推导出线性矩阵不等式格式的多时滞电力系统改进稳定判据。该判据有着更加自由的求解空间,所以保守性非常小,而且并没有引入额外的松散变量,所以此判据决策变量非常少,具有良好的计算效率。该稳定判据比目前已有判据的保守性小,除此之外,还能够有效计算出系统多个时滞稳定区间,并且计算结果是准确的,目前别的判据都不能揭示这一现象;(3)在适用于多时滞控制系统改进稳定判据的基础上,继续考虑广域时滞电力系统受到范数有界时变参数不确定性扰动的影响,通过构造更优的Lyapunov-Krasovskii泛函,然后配合改进积分不等式,同时应用两个引理处理扰动项,推导出线性矩阵不等式格式的多时滞控制系统改进鲁棒稳定判据。该判据充分利用多时滞不确定系统的时滞边界信息,来提供额外的求解自由度,所以此判据的保守性非常小。本论文推导的多时滞电力系统稳定判据以及鲁棒稳定判据,能够给实际广域电力系统的稳定分析和控制设计提供参考,无论是在理论研究上,还是在工程应用中,均具有重要意义。
王莎莎[10](2020)在《欠驱动水面船航迹跟踪与区域保持鲁棒控制研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着海洋科学技术的不断发展和进步,有关欠驱动水面船(Underactuated Surface Vessel,以下简称欠驱动船)的研究受到越来越多的关注和重视。欠驱动船作为一种能够在海洋环境中执行各种任务的自主智能海上运动平台,由于可靠性高、自主性强,在民用、商用和军事等领域具有广阔的应用前景。但是,欠驱动船具有欠驱动性、高度非线性和强耦合性,且易受内部参数不确定性、外界环境干扰和输入特性的影响,这无疑对欠驱动船非线性运动控制系统设计的可靠性、安全性和鲁棒性提出更高的要求。而良好的运动性能是欠驱动船完成各项任务的基本前提,可以保证在海洋中承担安全、高效、绿色的科研与工程任务。本课题以某民用科研项目“某型欠驱动水面船航行控制技术研究”为依托,以浅水区域海洋环境监测任务为背景,针对欠驱动船航迹跟踪与区域保持鲁棒控制展开研究,具体研究内容如下:(1)针对欠驱动船自身特性进行分析:首先,建立欠驱动船运动数学模型,并通过仿真验证所建立模型的操纵性能和机动性;其次,在运动数学模型的基础上证明欠驱动特性且对加速度不可积,从而表明欠驱动船运动系统属于具有二阶非完整约束的欠驱动系统;然后,证明欠驱动船的可达性和小时间局部可控性;最后,引入用于欠驱动船控制器设计和稳定性分析的理论基础。本章为后续章节控制器设计和稳定性分析奠定理论和模型基础。(2)针对系统不确定性(系统内部参数不确定性和未知时变外界环境干扰)下的欠驱动船航迹跟踪控制问题,分别提出一种基于扰动观测器和在线构造模糊逼近器的鲁棒反步跟踪控制方法。首先,通过设计指数收敛扰动观测器估计未知时变外界环境干扰,并结合可以提高跟踪精度的SFLOS时变导引算法提出一种基于扰动观测器的鲁棒反步跟踪控制器,实现对未知时变外界干扰的补偿;然后,进一步考虑系统内部参数不确定性,设计可以动态调整模糊系统结构的在线构造模糊逼近器对整个的系统不确定性进行逼近,并引入一阶低通滤波器来避免传统反步法的“微分爆炸”现象,提出一种不依赖于模糊系统先验知识的在线构造模糊鲁棒动态面跟踪控制器,解决系统的不确定性问题;最后,运用Lyapunov稳定性理论证明整个闭环系统的稳定性,对比仿真验证所提跟踪控制器的有效性和鲁棒性。(3)针对输入饱和与时滞特性下的欠驱动船航迹跟踪控制问题,提出一种带时滞滑模项的有限时间鲁棒滑模饱和跟踪控制方法。首先,通过高斯误差函数设计一个连续可微分的平滑饱和函数来处理输入饱和约束,并在外界环境未知时变情况下设计鲁棒滑模饱和跟踪控制器,仿真验证所设计跟踪控制器的鲁棒性及处理输入饱和问题的有效性;然后,进一步考虑时滞特性,先将执行机构时滞简化为相应自由度的输入时滞,再将输入时滞系统等效为状态时滞系统,接着设计一种根据时滞上界选取参数且带有时滞滑模项的有限时间鲁棒滑模控制器,并引入设计的平滑饱和函数,不仅可以解决系统的不确定性问题还可以降低输入饱和与时滞特性对系统的影响;最后,通过Lyapunov-Krasovskii理论证明闭环系统跟踪误差的有限时间收敛特性,并通过对比仿真验证所提跟踪控制器的有效性和鲁棒性。(4)针对输入饱和与时滞特性下的欠驱动船区域保持控制问题,分别提出一种基于事件触发机制和环境最优策略的区域保持鲁棒滑模控制方法。首先,在外界环境未知时变情况下引入障碍李雅普诺夫函数设计鲁棒滑模控制器对欠驱动船的位置进行严格约束,并引入设计的平滑饱和函数处理区域保持控制器的饱和约束;其次,设计一种事件触发机制使控制输入只在满足触发条件时更新,进一步设计事件触发区域保持鲁棒滑模饱和控制器,可以在实现区域保持任务的同时减少执行器的执行次数;然后,在外界环境干扰未知慢时变情况下,利用环境最优区域保持思想设计虚拟悬链点更新律实现对欠驱动船艏向和位置的寻优;接着,结合设计的间断控制策略设计带时滞滑模项的环境最优区域保持鲁棒滑模饱和间断控制器,不仅可以解决系统内部参数不确定性、慢时变外界环境干扰、输入饱和与时滞特性问题,而且可以在实现区域保持任务的同时有效降低欠驱动船的能耗;最后,运用Lyapunov稳定性理论证明闭环控制系统的稳定性,并通过对比仿真验证所提区域保持控制器的有效性和鲁棒性。
二、利用单位解矩阵估计判定非线性电路平衡点全局渐近稳定(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、利用单位解矩阵估计判定非线性电路平衡点全局渐近稳定(论文提纲范文)
(1)延迟非线性系统脉冲控制及其应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 脉冲控制的研究现状 |
1.2.2 混沌控制和反控制的研究现状 |
1.2.3 混沌理论证明的研究现状 |
1.2.4 存在的问题及解决方案 |
1.3 本文的主要工作与结构安排 |
2 延迟系统的脉冲控制混沌同步 |
2.1 引言 |
2.1.1 脉冲微分方程相关概念定义及引理 |
2.2 延迟系统的全变量脉冲控制混沌同步 |
2.2.1 全变量脉冲控制同步稳定性理论分析 |
2.2.2 全变量脉冲控制仿真研究 |
2.2.3 全变量脉冲控制实验 |
2.3 延迟系统的单变量脉冲控制混沌同步 |
2.3.1 单变量脉冲控制同步稳定性理论分析 |
2.3.2 单变量脉冲控制同步仿真研究 |
2.3.3 单脉冲控制电路实验 |
2.4 本章小结 |
3 复杂网络单变量脉冲牵制控制混沌同步 |
3.1 引言 |
3.2 基于自适应同步的复杂网络局部拓扑辨识 |
3.2.1 复杂网络局部拓扑辨识问题描述 |
3.2.2 复杂网络局部拓扑辨识的方法 |
3.3 复杂网络的单变量脉冲牵制控制同步 |
3.4 仿真研究 |
3.5 本章小结 |
4 基于脉冲控制的连续系统混沌反控制方法 |
4.1 引言 |
4.2 脉冲控制产生混沌原理 |
4.2.1 脉冲控制产生混沌方法一般描述 |
4.2.2 利用单变量脉冲控制在非混沌Chen系统中产生混沌 |
4.3 单变量脉冲控制Chen系统产生混沌的动力学特性分析 |
4.3.1 时间序列和功率谱 |
4.3.2 分岔图 |
4.3.3 Lyapunov指数和Lyapunov维数 |
4.3.4 共存吸引子 |
4.4 单变量脉冲控制混沌产生方法的电路实现 |
4.5 本章小结 |
5 脉冲延迟系统中混沌吸引子的拓扑马蹄 |
5.1 引言 |
5.2 拓扑马蹄基本概念和理论 |
5.2.1 符号动力学 |
5.2.2 拓扑马蹄理论 |
5.3 混沌吸引子中的拓扑马蹄的寻找及应用 |
5.3.1 脉冲控制Chen系统中的拓扑马蹄 |
5.3.2 延迟反馈Chen系统中的拓扑马蹄 |
5.4 本章小结 |
6 参数不确定的肿瘤化疗模型的脉冲控制 |
6.1 引言 |
6.2 肿瘤化疗模型 |
6.3 参数不确定的肿瘤化疗模型的状态反馈脉冲控制 |
6.3.1 相关定义与引理 |
6.3.2 肿瘤化疗模型参数不确定性 |
6.3.3 仿真研究 |
6.4 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 本文的主要工作与结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士期间的主要研究成果 |
(2)登革热传染病模型的全局动力学研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 传染病动力学系统国内外研究现状 |
1.3 稳定性方法研究简述 |
1.4 本文主要工作 |
2 预备知识 |
2.1 稳定性相关理论 |
2.2 极限系统与单调动力系统理论 |
3 具有人传人的登革热传染病模型的动力学分析 |
3.1 引言 |
3.2 模型建立 |
3.3 平衡点的存在性和稳定性 |
3.3.1 基本再生数 |
3.3.2 平衡点的存在性 |
3.3.3 无病平衡点的稳定性 |
3.3.3.1 局部稳定性 |
3.3.3.2 全局稳定性 |
3.3.4 地方病平衡点的稳定性 |
3.3.4.1 系统(3.3)的一致持久性 |
3.3.4.2 全局稳定性 |
3.4 数值模拟 |
3.5 结束语 |
4 具有潜伏效应的登革热动力学模型稳定性分析 |
4.1 引言 |
4.2 模型建立 |
4.3 模型分析 |
4.3.1 正不变性和解的有界性 |
4.3.2 基本再生数 |
4.3.3 平衡点的存在唯一性 |
4.4 平衡点的全局稳定性 |
4.4.1 无病平衡点的全局稳定性 |
4.4.2 地方病平衡点的全局稳定性 |
4.4.2.1 合作系统 |
4.4.2.2 系统(4.4)的一致持久性 |
4.5 数值模拟 |
4.6 结束语 |
5 具有周期传染系数的登革热传染病模型的稳定性分析 |
5.1 引言 |
5.2 模型建立 |
5.3 阈值动力学 |
5.3.1 无病平衡点的全局稳定性 |
5.3.2 一致持久 |
5.4 数值模拟 |
5.5 结束语 |
6 基于分支过程的登革热传染病基本再生数的贝叶斯估计 |
6.1 引言 |
6.2 模型建立 |
6.2.1 分支过程 |
6.2.2 总后代数的概率分布 |
6.2.2.1 泊松分布 |
6.2.2.2 几何分布 |
6.3 对λ的估计 |
6.4 登革热传染病基本再生数的估计 |
6.4.1 数据 |
6.4.2 参数估计 |
6.5 结论 |
7 结束语 |
致谢 |
参考文献 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
(3)几类高阶和忆阻神经网络的稳定性和同步研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文的主要工作 |
第2章 基础知识和引理 |
2.1 矩阵和算子 |
2.2 时间尺度 |
2.3 模糊逻辑系统 |
2.4 分数阶微积分 |
2.5 相关基本引理 |
第3章 脉冲模糊高阶双向联想记忆神经网络 |
3.1 引言 |
3.2 模型描述 |
3.3 平衡点的全局指数稳定性 |
3.4 周期解的全局指数稳定性 |
3.5 数值模拟 |
3.6 结论 |
3.7 注记 |
第4章 时间尺度上中立型连接时滞高阶双向联想记忆神经网络 |
4.1 引言 |
4.2 时间尺度上时变连接时滞系统(4.1)的概自守性 |
4.3 连续分布式连接时滞高阶Hopfield双向联想记忆神经网络 |
4.4 数值模拟 |
4.5 结论 |
4.6 注记 |
第5章 带有时变和连续分布式时滞的忆阻神经网络 |
5.1 引言 |
5.2 模型描述 |
5.3 平衡点的稳定性与驱动-响应系统的同步 |
5.4 脉冲Cohen-Grossberg型忆阻双向联想记忆神经网络的周期解 |
5.5 数值模拟 |
5.6 结论 |
5.7 注记 |
第6章 脉冲模糊Cohen-Grossberg型忆阻双向联想记忆神经网络 |
6.1 引言 |
6.2 模型描述 |
6.3 平衡点的全局稳定性 |
6.4 驱动-响应系统的全局指数时滞同步 |
6.5 数值模拟 |
6.6 结论 |
6.7 注记 |
第7章 不确定分数阶非线性系统的自适应模糊追踪控制 |
7.1 引言 |
7.2 具有状态可测不确定分数阶非线性系统 |
7.2.1 问题描述 |
7.2.2 自适应状态反馈控制设计 |
7.3 具有状态不可测不确定分数阶非线性系统 |
7.3.1 模糊状态观测器设计 |
7.3.2 自适应模糊控制设计和稳定性分析 |
7.4 数值模拟 |
7.5 结论 |
7.6 注记 |
第8章 不确定非仿射分数阶非线性系统的自适应模糊容错控制 |
8.1 引言 |
8.2 问题描述 |
8.3 基于障碍Lyapunov函数的自适应模糊容错控制设计 |
8.4 数值模拟 |
8.5 结论 |
8.6 注记 |
第9章 总结与展望 |
9.1 总结 |
9.2 展望 |
附录A 主要定理的证明 |
A.1 定理3.1的证明 |
A.2 定理3.3的证明 |
A.3 定理4.1的证明 |
A.4 定理4.2的证明 |
A.5 定理5.1的证明 |
A.6 定理5.6的证明 |
A.7 定理6.1的证明 |
A.8 定理6.2的证明 |
A.9 定理6.4的证明 |
参考文献 |
作者攻读博士学位期间的研究成果及相关经历 |
致谢 |
(4)电液式负载模拟器耦合特性及非线性加载控制策略研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 负载模拟器研究综述 |
1.2.1 负载模拟设备的研制开发进展 |
1.2.2 负载模拟加载技术的研究进展 |
1.3 问题提出及本文主要研究内容 |
1.3.1 问题的提出 |
1.3.2 主要研究内容及论文结构 |
2 电液式负载模拟器系统建模研究 |
2.1 引言 |
2.2 电液式负载模拟试验系统的基本组成及工作原理 |
2.2.1 基本组成 |
2.2.2 工作原理 |
2.3 考虑多种扰动耦合影响的力伺服加载模型 |
2.3.1 力伺服加载过程的基本非线性模型 |
2.3.2 考虑位置扰动耦合影响的力伺服加载改进模型 |
2.3.3 考虑其它非线性扰动因素耦合影响的力伺服加载改进模型 |
2.3.4 力伺服加载装置中的其它环节模型 |
2.4 多扰动耦合力加载模型的仿真验证 |
2.5 本章小结 |
3 负载模拟试验系统非线性扰动因素的建模与参数辨识 |
3.1 引言 |
3.2 力加载液压缸非线性摩擦特性的建模与参数辨识 |
3.2.1 改进GMS摩擦辨识模型的提出 |
3.2.2 基于改进GMS模型的摩擦参数辨识方法设计、验证与试验 |
3.2.3 力加载液压缸非线性摩擦特性对力加载性能的影响分析 |
3.3 加载传动机构非线性间隙特性的建模与参数辨识 |
3.3.1 拟线性间隙辨识模型的提出 |
3.3.2 基于拟线性间隙模型的非线性参数辨识方法设计 |
3.3.3 间隙特性参数辨识方法的仿真验证 |
3.3.4 负载模拟试验系统间隙特性的参数辨识结果分析 |
3.3.5 加载传动机构非线性间隙特性对力加载性能的影响分析 |
3.4 本章小结 |
4 基于速度观测器的改进自适应终端滑模加载控制策略研究 |
4.1 引言 |
4.2 基于有限时间速度观测的扰动间接估计方法 |
4.3 改进自适应终端滑模加载控制策略设计 |
4.3.1 自适应终端滑模控制律设计 |
4.3.2 系统稳定性与有限时间收敛特性分析 |
4.4 加载控制效果的仿真验证与结果分析 |
4.5 本章小结 |
5 基于控制输入抗饱和的几乎干扰解耦加载控制策略研究 |
5.1 引言 |
5.2 干扰解耦问题的提出与解耦模型的推导 |
5.2.1 干扰解耦问题的提出及微分几何相关概念 |
5.2.2 标准解耦模型的推导 |
5.3 位置扰动与加载力的耦合特性分析及系统局部正则型推导 |
5.3.1 位置扰动与加载力的耦合特性分析 |
5.3.2 多扰动耦合力加载改进模型的局部正则型推导 |
5.4 基于控制输入抗饱和的几乎干扰解耦加载控制策略设计 |
5.4.1 几乎干扰解耦控制相关概念 |
5.4.2 抗饱和辅助子系统与几乎干扰解耦控制律设计 |
5.5 加载控制效果的仿真验证与结果分析 |
5.6 本章小结 |
6 负载模拟加载试验验证与加载控制策略性能对比 |
6.1 引言 |
6.2 电液式负载模拟试验系统综合设计 |
6.2.1 液压系统的设计与选型 |
6.2.2 测控系统设计及上位机软件开发 |
6.3 加载控制效果的试验验证与加载控制策略性能对比分析 |
6.3.1 加载控制效果的试验验证与结果分析 |
6.3.2 非线性加载控制策略的性能对比分析 |
6.4 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 论文工作总结 |
7.2 本文创新点 |
7.3 研究工作展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(5)多形态微生物发酵动力系统的稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 非线性动力系统及其稳定性研究现状 |
1.2.1 非线性动力系统研究现状 |
1.2.2 非线性动力系统稳定性研究现状 |
1.3 微生物发酵法的研究现状 |
1.4 本文主要研究思路 |
2 预备知识 |
2.1 常微分方程的相关定理 |
2.1.1 常微分方程定性理论 |
2.1.2 线性变分系统及其基本矩阵解 |
2.2 动力系统及其稳定性 |
2.2.1 稳定性定义及其性质 |
2.2.2 判定稳定性的方法 |
2.3 微生物发酵非线性动力系统模型 |
3 5维微生物间歇发酵时滞非线性动力系统的强稳定性 |
3.1 引言 |
3.2 5维微生物间歇发酵时滞非线性动力系统 |
3.3 线性变分系统及其基本矩阵解 |
3.4 5维微生物间歇发酵时滞非线性动力系统的强稳定性 |
3.5 数值验证强稳定性 |
3.6 本章小结 |
4 一簇微生物间歇发酵酶催化非线性动力系统的强稳定性 |
4.1 引言 |
4.2 分段线性连续参量间歇发酵酶催化系统及性质 |
4.3 子系统的线性变分系统及其基本矩阵解 |
4.4 一簇间歇酶催化系统的强稳定性 |
4.5 数值验证强稳定性 |
4.6 本章小结 |
5 甘油连续发酵带有基因调控混杂动力系统的渐近稳定性 |
5.1 引言 |
5.2 微生物连续发酵酶催化-基因调控动力系统模型及性质 |
5.3 酶催化——基因调控动力系统的渐近稳定性 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
附录A |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(6)基于分数阶理论的风电系统动力学特性分析及控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 风电系统动力学特性与控制策略研究现状 |
1.2.1 机械传动轴系振荡的研究 |
1.2.2 永磁同步风力发电机混沌运动的研究 |
1.2.3 含风电电力系统分岔与混沌的研究 |
1.2.4 电力系统铁磁谐振的研究 |
1.3 分数阶理论应用及其系统稳定性研究状况 |
1.3.1 分数阶理论与应用建模研究状况 |
1.3.2 分数阶系统稳定性及控制研究状况 |
1.4 分数阶理论在风电系统中的应用 |
1.5 本论文的研究内容及整体结构 |
2 风电系统基本模型及分数阶基础理论 |
2.1 引言 |
2.2 风电系统基本数学模型 |
2.2.1 机械系统模型 |
2.2.2 永磁同步发电机模型 |
2.2.3 风电场电力系统模型 |
2.2.4 风电场电力系统铁磁谐振模型 |
2.3 分数阶微积分基础理论 |
2.3.1 分数阶微积分定义和性质 |
2.3.2 分数阶微分方程的求解方法 |
2.3.3 分数阶动力学系统的稳定性定理 |
2.4 本章小结 |
3 风电机组轴系模型的动力学特性及控制 |
3.1 引言 |
3.2 风电机组轴系的动力学特性分析 |
3.2.1 自治系统动力学特性分析 |
3.2.2 组合激励下非自治系统动力学特性 |
3.3 具有分数阶阻尼的轴系动态响应特性 |
3.3.1 近似解析解 |
3.3.2 数值计算 |
3.3.3 振动共振分析 |
3.4 鲁棒自适应控制策略 |
3.4.1 系统模型与问题描述 |
3.4.2 自适应滑模控制器设计 |
3.4.3 固定时间稳定性分析 |
3.4.4 仿真对比分析 |
3.5 本章小结 |
4 分数阶永磁同步风力发电机动力演化特征及控制 |
4.1 引言 |
4.2 分数阶模型及平衡点分析 |
4.2.1 无外界激励 |
4.2.2 有外界激励 |
4.3 动力学特性分析 |
4.3.1 初始值敏感性及混沌吸引子 |
4.3.2 内部参数变化 |
4.3.3 外界激励变化 |
4.4 混沌控制及参数辨识 |
4.4.1 有限时间稳定性理论及相关引理 |
4.4.2 滑模控制器及自适应控制律的设计 |
4.4.3 固定时间稳定性分析 |
4.4.4 系统仿真与对比分析 |
4.5 本章小结 |
5 含风电场电力系统的混沌振荡分析及控制 |
5.1 引言 |
5.2 双参数模型及混沌特性分析 |
5.3 分数阶模型的非线性动力学行为 |
5.4 分数阶有限时间滑模控制 |
5.4.1 分数阶有限时间稳定原理 |
5.4.2 分数阶有限时间滑模控制器设计 |
5.4.3 仿真对比分析 |
5.5 本章小结 |
6 含风能电力系统的铁磁谐振混沌机理及控制 |
6.1 引言 |
6.2 铁磁谐振混沌机理 |
6.2.1 基本模型 |
6.2.2 主共振分析 |
6.2.3 激励幅值对系统动力学行为的影响 |
6.3 分数阶模型混沌动力学行为分析 |
6.4 分数阶有限时间滑模控制 |
6.4.1 频率分布模型 |
6.4.2 有限时间滑模控制器设计 |
6.4.3 系统仿真与对比分析 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
(7)孤岛微电网模型降阶及分布式二次控制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 孤岛微电网模型降阶及稳定性分析研究现状 |
1.2.2 孤岛微电网分层二次控制策略研究现状 |
1.3 本文研究的主要内容 |
2 多IIDG并联孤岛微电网模型多时间尺度降阶及稳定一致性分析 |
2.1 引言 |
2.2 基于下垂控制的IIDG模型降阶 |
2.2.1 孤岛微电网中IIDG传输功率与线路阻抗关系 |
2.2.2 基于下垂控制的IIDG完整模型构建 |
2.2.3 IIDG完整模型多时间尺度分解 |
2.2.4 IIDG完整模型降阶形式 |
2.3 IIDG模型降阶前后稳定一致性分析 |
2.3.1 降阶前后系统静态稳定一致性分析 |
2.3.2 降阶前后系统暂态稳定一致性分析 |
2.4 多IIDG并联的孤岛微电网模型降阶 |
2.5 仿真算例分析 |
2.5.1 单IIDG系统(系统1) |
2.5.2 三IIDG并联的微电网系统(系统2) |
2.6 本章小结 |
3 基于连续通信的孤岛微电网非线性有界分布式二次控制 |
3.1 引言 |
3.2 分布式二次控制基本原理 |
3.2.1 分布式控制的基本结构 |
3.2.2 图论原理概述 |
3.2.3 MAS中一致性算法分类介绍 |
3.3 满足Lipschitz连续条件的非线性二次控制 |
3.3.1 基本控制目标 |
3.3.2 Lipschitz连续条件 |
3.3.3 分布式快速频率恢复与有功均分控制 |
3.3.4 分布式电压恢复控制 |
3.3.5 抖振现象分析 |
3.4 控制系统的稳定性证明 |
3.4.1 Layponov稳定定义及其判别方法 |
3.4.2 算法全局稳定证明 |
3.4.3 通信延时对系统稳定性影响讨论 |
3.5 仿真算例分析 |
3.6 本章小结 |
4 计及通信延时与丢包的孤岛微电网事件触发式二次控制 |
4.1 引言 |
4.2 基于事件触发控制的一致性算法基本原理 |
4.2.1 事件触发控制的基本概念 |
4.2.2 基于事件触发控制的一致性算法分类 |
4.3 考虑通信延时与丢包的事件触发式二次控制策略 |
4.3.1 考虑通信延时和丢包的频率恢复控制 |
4.3.2 考虑通信延时和丢包的电压恢复控制 |
4.3.3 考虑通信延时和丢包的有功均分控制 |
4.4 控制系统的稳定性证明 |
4.4.1 通信延时和丢包分析 |
4.4.2 最小触发时间间隔分析 |
4.4.3 最大可允许通信延时分析 |
4.4.4 算法收敛一致性证明 |
4.5 仿真算例分析 |
4.6 本章小结 |
5 考虑通信网络攻击的孤岛微电网事件触发式二次控制 |
5.1 引言 |
5.2 网络攻击基本模型及原理 |
5.3 考虑欺骗性网络攻击的分布式事件触发式二次控制策略 |
5.3.1 考虑欺骗性网络攻击的频率恢复控制 |
5.3.2 考虑欺骗性网络攻击的电压恢复控制 |
5.3.3 考虑欺骗性网络攻击的有功均分控制 |
5.4 控制系统稳定性证明及分析 |
5.4.1 均方收敛一致性证明 |
5.4.2 均方收敛上限值设计 |
5.5 仿真算例分析 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 本文结论 |
6.2 后续研究工作的展望 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
B.作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
C.学位论文数据集 |
致谢 |
(8)基于忆阻器的分数阶神经网络的控制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号 |
第一章 绪论 |
1.1 人工神经网络概述 |
1.2 分数阶微积分概述 |
1.3 分数阶神经网络控制的研究发展现状 |
1.4 本文的主要内容和工作 |
第二章 分数阶微积分的基础理论 |
2.1 分数阶微积分的定义与性质 |
2.2 分数阶微分方程的数值仿真方法 |
2.2.1 分数阶微分方程的预估-校正解法 |
2.2.2 时滞分数阶微分方程的预估-校正解法 |
2.3 分数阶微分方程的稳定性 |
2.4 分数阶神经网络的同步研究 |
2.4.1 分数阶神经网络的建模过程 |
2.4.2 分数阶神经网络的同步问题 |
第三章 基于忆阻器的分数阶神经网络的同步研究 |
3.1 基于忆阻器的分数阶神经网络的模型描述 |
3.2 连续不可微的Lyapunov函数的Caputo分数阶微分不等式 |
3.3 参数已知的Caputo型分数阶忆阻器神经网络的射影同步 |
3.4 参数不确定的Caputo型分数阶忆阻器神经网络的完全同步 |
3.5 本章小结 |
第四章 参数未知的分数阶神经网络的同步研究 |
4.1 参数未知的Caputo型分数阶神经网络的完全同步 |
4.2 连续不可微的Lyapunov函数的R-L分数阶微分不等式 |
4.3 参数未知的R-L型分数阶忆阻器神经网络的完全同步 |
4.4 本章小结 |
第五章 不相容的R-L型分数阶竞争神经网络的同步研究 |
5.1 参数已知的不相容的R-L型分数阶竞争神经网络的完全同步 |
5.2 参数未知的不相容的R-L型分数阶竞争神经网络的完全同步 |
5.3 分数阶竞争神经网络的混沌同步在安全通信领域中的应用 |
5.4 本章小结 |
第六章 R-L型分数阶惯性神经网络的稳定性及同步研究 |
6.1 R-L型分数阶时滞惯性神经网络的完全同步 |
6.2 一类R-L型分数阶时滞惯性神经网络的稳定性分析 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(9)基于积分不等式的多时滞电力系统稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 广域测量系统 |
1.2.1 广域测量系统的发展 |
1.2.2 广域测量技术的应用 |
1.2.3 基于广域测量系统的典型工程应用 |
1.3 电力系统中的时滞环节 |
1.3.1 广域控制中的时滞环节 |
1.3.2 智能电网下的时滞环节 |
1.4 时滞电力系统数学模型 |
1.5 时滞系统稳定性研究方法 |
1.5.1 频域法 |
1.5.2 时域法 |
1.6 国内外研究现状 |
1.7 本文主要研究内容 |
第二章 时滞系统稳定理论与线性矩阵不等式 |
2.1 前言 |
2.2 动力系统平衡点的稳定性 |
2.2.1 平衡点及周期点概念 |
2.2.2 平衡点的分类 |
2.2.3 平衡点的稳定域 |
2.3 Lyapunov稳定性理论 |
2.4 时滞系统稳定性概念及相关结论 |
2.4.1 泛函微分方程 |
2.4.2 稳定性概念 |
2.4.3 Lyapunov-Krasovskii稳定性定理 |
2.5 线性矩阵不等式方法 |
2.5.1 LMI一般表示形式 |
2.5.2 LMI三类标准问题 |
2.6 本章小结 |
第三章 多时滞电力系统改进稳定判据 |
3.1 前言 |
3.2 多时滞电力系统改进稳定判据推导 |
3.3 稳定判据推导优越性讨论 |
3.4 仿真分析 |
3.4.1 经典二阶时滞系统 |
3.4.2 单机无穷大系统 |
3.4.3 WSCC三机九节点系统 |
3.5 本章小结 |
第四章 多时滞电力系统改进鲁棒稳定判据 |
4.1 前言 |
4.2 多时滞电力系统改进鲁棒稳定判据推导 |
4.3 仿真分析 |
4.3.1 经典二阶时滞系统 |
4.3.2 单机无穷大系统 |
4.3.3 WSCC三机九节点系统 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 本文开展的主要工作 |
5.2 后续研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表论文情况 |
基金资助声明 |
(10)欠驱动水面船航迹跟踪与区域保持鲁棒控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 欠驱动船国内外发展现状 |
1.2.2 欠驱动船运动控制国内外研究现状 |
1.3 欠驱动船运动控制存在的问题和研究难点 |
1.3.1 现有研究文献存在的问题 |
1.3.2 课题研究难点及分析 |
1.4 论文主要内容和组织结构 |
第2章 欠驱动船的自身特性分析与相关理论基础 |
2.1 引言 |
2.2 欠驱动船运动数学模型 |
2.2.1 参考坐标系 |
2.2.2 运动学及动力学模型 |
2.2.3 模型仿真验证及分析 |
2.3 欠驱动船自身特性分析 |
2.3.1 欠驱动特性分析 |
2.3.2 可达可控性分析 |
2.4 本文涉及的相关理论基础 |
2.4.1 非线性系统稳定性理论 |
2.4.2 非线性系统控制理论 |
2.5 本章小结 |
第3章 考虑系统不确定性的欠驱动船航迹跟踪鲁棒控制研究 |
3.1 引言 |
3.2 系统不确定性分析 |
3.3 基于扰动观测器的鲁棒反步跟踪控制器设计 |
3.3.1 扰动观测器设计 |
3.3.2 鲁棒反步跟踪控制器设计 |
3.3.3 稳定性分析 |
3.3.4 仿真验证及分析 |
3.4 基于在线构造模糊逼近器的鲁棒动态面跟踪控制器设计 |
3.4.1 模糊逻辑系统 |
3.4.2 模糊系统在线构造策略 |
3.4.3 在线构造模糊鲁棒动态面跟踪控制器设计 |
3.4.4 稳定性分析 |
3.4.5 仿真验证及分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 考虑输入饱和与时滞特性的欠驱动船航迹跟踪鲁棒滑模控制研究 |
4.1 引言 |
4.2 欠驱动船输入特性分析 |
4.3 输入饱和下鲁棒滑模跟踪控制器设计 |
4.3.1 平滑饱和函数 |
4.3.2 鲁棒滑模饱和跟踪控制器设计 |
4.3.3 稳定性分析 |
4.3.4 仿真验证及分析 |
4.4 输入饱和与时滞特性下有限时间鲁棒滑模跟踪控制器设计 |
4.4.1 有限时间滑模控制原理 |
4.4.2 时滞稳定性理论 |
4.4.3 带时滞滑模项的有限时间鲁棒滑模饱和跟踪控制器设计 |
4.4.4 稳定性分析 |
4.4.5 仿真验证及分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 考虑输入饱和与时滞特性的欠驱动船区域保持鲁棒滑模控制研究 |
5.1 引言 |
5.2 基于事件触发机制的区域保持鲁棒滑模控制器设计 |
5.2.1 事件触发控制原理 |
5.2.2 障碍李雅普诺夫函数控制原理 |
5.2.3 事件触发区域保持鲁棒滑模饱和控制器设计 |
5.2.4 稳定性分析 |
5.2.5 仿真验证及分析 |
5.3 基于环境最优策略的区域保持鲁棒滑模间断控制器设计 |
5.3.1 环境最优控制原理 |
5.3.2 带时滞滑模项的环境最优区域保持鲁棒滑模饱和间断控制器设计 |
5.3.3 稳定性分析 |
5.3.4 仿真验证及分析 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
附录 |
A.欠驱动船模型参数 |
B.数学运算基础 |
四、利用单位解矩阵估计判定非线性电路平衡点全局渐近稳定(论文参考文献)
- [1]延迟非线性系统脉冲控制及其应用[D]. 田坤. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]登革热传染病模型的全局动力学研究[D]. 周瑶. 重庆理工大学, 2021(02)
- [3]几类高阶和忆阻神经网络的稳定性和同步研究[D]. 杨文贵. 东南大学, 2020(02)
- [4]电液式负载模拟器耦合特性及非线性加载控制策略研究[D]. 康硕. 北京交通大学, 2020(03)
- [5]多形态微生物发酵动力系统的稳定性研究[D]. 柳扬. 大连理工大学, 2020(01)
- [6]基于分数阶理论的风电系统动力学特性分析及控制研究[D]. 杨建湘. 西安理工大学, 2020(01)
- [7]孤岛微电网模型降阶及分布式二次控制策略研究[D]. 孟潇潇. 重庆大学, 2020(02)
- [8]基于忆阻器的分数阶神经网络的控制研究[D]. 谷雅娟. 北京交通大学, 2020(03)
- [9]基于积分不等式的多时滞电力系统稳定性研究[D]. 王夏明. 广西大学, 2020
- [10]欠驱动水面船航迹跟踪与区域保持鲁棒控制研究[D]. 王莎莎. 哈尔滨工程大学, 2020(04)