轮对系统随机动态分叉研究

运用随机平均法对轮对系统的随机分叉行为进行研究,对比亚临界和超临界分叉2种典型轮对系统随机动态分叉的差异,分析动态分叉与Hopf分叉的区别,定义全局随机临界速度,提出新的失稳判定方法。结果表明,随机激扰对轮对系统的稳定性影响很大,在随机激扰的作用下,轮对系统的临界速度会随着随机激扰的强度增大而显著降低,当轮对仅受轨道随机激励时随机激扰对稳定性的影响不大,但遇到大风等强激扰环境时,随机激扰的影响将不可忽视。随机动态分叉点对应的速度可作为全局随机临界速度,且最大Lyapunov指数法可作为新的失稳判定方法。     

受限状态下的高速列车迭代学习控制方法研究

针对受限状态下的高速列车自动驾驶系统的跟踪控制问题,基于列车动力学模型,提出一种带饱和函数的迭代学习控制算法。根据Lyapunov稳定性原理,利用列车运行过程中的状态偏差,推导出基于迭代学习控制的列车自动运行控制律。建立类Lyapunov的复合能量函数,通过在迭代域的差分,证明了其差分负定性和有界性,所设计的算法能够控制列车在迭代域对期望运行轨迹达到渐近收敛。采用本文提出的迭代学习控制算法对列车的跟踪性能进行验证,并与PID控制和D型迭代学习控制算法进行比较,结果表明:相较于其他两种算法,本文提出的算法在第3次迭代中就能控制列车精确跟踪期望轨迹,说明算法具有较快的收敛速度和较高的跟踪精度,且能够将控制输入约束在允许范围内。     

方程求根的Hermite抛物插值法

本文提出了方程求实根的一个 Hermite 抛物插值法,并论证了它的收敛性,敛速为1+2~(1/2)阶.若所求根为二重根(重数未知),则敛速为1/2+(3(1/2))/2阶.若将所得公式与牛顿求根公式复合,则有5阶的敛速;若所求根为二重根,则复合法有1.5阶的敛速.     

Region of attraction analysis for nonlinear vehicle lateral dynamics using sum-of-squares programming

In this study we will estimate the region of attraction (RoA) of the lateral dynamics of a nonlinear single-track vehicle model. The tyre forces are approximated using rational functions that are shown to capture the nonlinearities of tyre curves significantly better than polynomial functions. An existing sum-of-squares (SOS) programming algorithm for estimating regions of attraction is extended to accommodate the use of rational vector fields. This algorithm is then used to find an estimate of the RoA of the vehicle lateral dynamics. The influence of vehicle parameters and driving conditions on the stability region are studied. It is shown that SOS programming techniques can be used to approximate the stability region without resorting to numerical integration. The RoA estimate from the SOS algorithm is compared to the existing results in the literature. The proposed method is shown to obtain significantly better RoA estimates.     

舰船通信集成交互调影响评估方法

  目的  针对多艘船舶在间歇通信环境下的编队控制问题,提出了基于反步法的协调编队控制律,并给出编队形成的充分条件以满足编队的鲁棒性。  方法  首先,利用反步法设计正常通信时段的船舶编队控制律,加入误差观测器消除外部环境带来的误差,保证船舶在正常通信时段形成理想编队。然后,对于在间歇通信中通信缺失的时段,设计控制律。此外,在船舶编队的形成以及队形保持的过程中,通信时长必须满足一定的要求,并给出在间歇通信环境下实现编队的充分条件。最后,利用李雅普诺夫理论对船舶编队控制律的稳定性进行验证,并证明该充分条件的可靠性。  结果  仿真结果表明,采用该控制律且满足给出的充分条件,船舶能够在间歇通信环境下实现编队航行。  结论  在间歇通信或类似的周期性通信缺失情况下,对船舶编队控制的设计与研究有一定的参考价值。     

基于自适应反步法的欠驱动UUV空间路径点跟踪控制

解决了一类欠驱动UUV系统在空间6自由度运动中的路径点跟踪控制问题。首先采用拉格朗日方程的形式,建立UUV的6自由度运动学模型和动力学模型,并基于Line-of-sight法建立欠驱动UUV的路径点跟踪误差模型;然后提出了基于反步法设计满足动力学限制的综合控制器,设计自适应律以抵消海流的干扰,并基于Lyapunov理论证明了所设计控制器的稳定性;最后仿真结果验证了该控制器的有效性,实现了欠驱动UUV三维空间的路径点跟踪控制。     

一种船用服务机器人的轨迹跟踪控制

基于旅游类舰船的消费需求不断增加和机器人产业的逐渐普及,设计一种应用于游轮上的船用服务机器人。面对船舶复杂的工作环境等特点,该机器人位置跟踪和姿态跟踪控制显得尤为关键。首先根据驱动原理建立运动学模型,其次借鉴Backstepping方法设计虚拟控制的虚拟反馈,并结合Lyapunov函数构造出具有全局渐近稳定的轨迹跟踪控制器。最后并通过仿真实验证明该法具有稳定性好、响应时间短和稳态误差较小的优点,对机器人技术应用于船舶方向的研究产生了一定的积极影响。     

不确定线性时滞系统的稳定性准则

针对带有非结构扰动和多参数扰动的线性时滞系统，利用著名的Ｒａｚｕｍｉｋｈｉｎ型定理，导出了系统的鲁棒稳定性条件。这些条件与时滞有关，在很大程度上降低了现有结果的保守性。文末给出了用以阐明所给稳定性准则的应用算例，并与已有结果作了比较。     

Stability of a Class of Linear Systems on Hilbert Space

Thelinearcontrolsystemunderstudyisddtx(t)=Ax(t) Bu(t), t>0x(0)=x0,(1)whereAisthegeneratorofanexponentiallystableC semigroupT(t)inaHilbertspaceX, andBisaboundedoperatorfromtheHilbertspaceYtoX.Eq. (1) hasreceivedmuchattentionunderthehy pothesisthatAgenerate…     

随机时滞Recurrent神经网络的指数稳定性

研究了随机时滞Recurrent神经网络的稳定性,利用Lyapunov函数和It公式,结合矩阵分析技巧,给出了系统均方指数稳定的充分条件,并由此推得随机时滞Hopfield神经网络和随机时滞细胞神经网络的稳定性条件.