当期目录

    2015年 第35卷 第4期    刊出日期:2015-04-25
    论文
    基于驻留概率信息方法的离散切换系统的鲁棒$ H_{ \infty}$控制
    胡颖慧,张雷明,田恩刚
    2015, 35(4):  372-384.  DOI: 10.12341/jssms12546
    摘要 ( 102 )   PDF (422KB) ( 260 )  
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    切换系统由一组子系统和切换规则组成,其中切换规则对系统的稳定性及动态性能起着至关重要的作用.不同于现有的切换规则,文章针对一类子系统为离散时滞系统的切换系统,利用系统停留在每个子系统的概率信息, 引入驻留概率信息,研究系统的鲁棒$H_\infty$ 控制问题.基于多Lyapunov泛函和线性矩阵不等式方法,给出切换系统的鲁棒$H_\infty$均方稳定的充分条件.需要指出的是,最终系统的稳定条件依赖于系统的驻留概率信息.最后,通过仿真算例证明所用方法的有效性.

    基于混合滑模的7DOF 机械臂轨迹跟踪控制策略研究
    陈罡,周勇,高婷婷,周奇才
    2015, 35(4):  385-396.  DOI: 10.12341/jssms12547
    摘要 ( 137 )   PDF (694KB) ( 247 )  
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    利用传统~PID 和高阶滑模控制的优势, 提出了高阶滑模和~PI 控制相结合的混合滑模控制算法, 并应用于~7DOF 机械臂伺服电机的实时轨迹跟踪. 伺服电机的混合滑模控制是在位置环和速度环采用高阶滑模~$-$PI 混合控制算法, 电流环采用传统的~PID 控制算法. 分析表明基于高阶混合滑模控制技术的~7DOF 机械臂伺服电机系统, 能有效消除传统滑模控制中的抖振问题, 增强了系统鲁棒性, 并实现了快速的轨迹跟踪. 最后, 在一体式控制平台上实验验证了所提出的算法的有效性和实用性.

    多通道异构网络诱导延时约束下网络化控制系统的量化控制研究
    杜大军,漆波,费敏锐
    2015, 35(4):  397-406.  DOI: 10.12341/jssms12548
    摘要 ( 98 )   PDF (621KB) ( 293 )  
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    针对异构网络环境下信号在多通道中传输受到的网络诱导延时在每个通道不尽相同, 使得量化控制更加困难的问题. 文章首先运用两个马尔科夫链分别刻画有线和无线网络在同一/不同时刻每个通道的网络诱导延时特性并给出数学描述式, 进而建立了融合量化器参数和多通道异构网络诱导延时参量的马尔科夫跳变系统综合模型. 理论证明了在给定量化密度和最长网络诱导延时下闭环系统随机稳定, 并建立了量化参数、网络诱导延时和系统稳定性之间的关系. 最后, 仿真验证了所提方法可行且有效.

    时滞供应链网络系统的切换模型预测控制方法
    仇翔,俞立,刘安东
    2015, 35(4):  407-418.  DOI: 10.12341/jssms12549
    摘要 ( 90 )   PDF (565KB) ( 239 )  
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    研究了具有时变时滞因素供应链网络系统中牛鞭效应的稳定化控制问题. 由于时滞的时变特性, 使得系统在不同时刻表现为不同的动态,从而将供应链库存系统建模为一类具有有限个子系统的切换系统模型. 采用切换模型预测控制方法,给出了一个使得供应链切换系统指数稳定的充分条件.进而, 通过在线求解一组线性矩阵不等式,给出了订单补偿控制增益的设计方法.最后,通过仿真验证了所得订单补偿控制策略能有效地抑制供应链网络系统中的牛鞭效应.

    离散时间线性切换系统的事件触发控制
    王鑫,马丹
    2015, 35(4):  419-428.  DOI: 10.12341/jssms12550
    摘要 ( 169 )   PDF (420KB) ( 292 )  
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    提出了离散时间线性切换系统的事件发生器和混杂控制器的联合设计问题, 利用分段Lyapunov函数方法和平均驻留时间技术分析了离散时间线性切换系统指数稳定性, 并通过线性矩阵不等式建立了事件发生器和混杂控制器共同存在的充分条件. 结果扩展到了自触发控制技术, 即下一次控制律的刷新是由当前触发时刻系统状态决定的. 最后, 通过仿真说明了结果的可行性和有效性.

    驻留概率信息方法的离散切换系统$H_\infty$滤波器设计
    陈宏田,袁月华,田恩刚
    2015, 35(4):  429-438.  DOI: 10.12341/jssms12551
    摘要 ( 124 )   PDF (354KB) ( 1829 )  
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    通过基于驻留概率信息的方法, 研究了一类具有时变延迟离散切换系统的$H_\infty$滤波器设计的问题. 通过对切换系统在每个子系统的驻留概率信息加以利用, 建立一种新型切换系统模型和滤波器模型. 利用Lyapunov函数及线性矩阵不等式方法, 给出切换系统的$H_\infty$均方稳定的充分条件, 然后得到$H_\infty$滤波器增益. 最后, 通过仿真算例来验证文章所用方法的有效性.

    自主仿生机器鱼水下电场通信的设计与实现
    朱其新,熊伟,王伟,谢广明
    2015, 35(4):  438-448.  DOI: 10.12341/jssms12552
    摘要 ( 163 )   PDF (675KB) ( 243 )  
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    水下机器人由于工作环境的特殊性,导致其通信困难.文章首先设计一套水下电场通信系统,并且将此通信系统集成到仿生机器鱼上.值得注意的是, 它解决了多个水下机器人在传统的的通信方式下不能正常通信的问题.其次,针对电流场的物理特性设计了一系列的实验来验证理论的可行性,引入误码率(BER)来评估通信系统的稳定性. 最后,通过外部发射装置并应用水下电场通信系统来控制机器鱼的各种游动模态.该通信系统在水下机器人的近距离通信中有很好的应用前景.

    多输入多输出时间信号传输系统的优化
    张红伟,陶跃钢,张子龙
    2015, 35(4):  449-458.  DOI: 10.12341/jssms12553
    摘要 ( 128 )   PDF (328KB) ( 294 )  
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    通讯网络系统是多回路复杂系统. 文章研究多输入多输出时间信号传输网络系统的优化问题. 首先建立多输入多输出时间信号传输网络系统模型, 把信号发射器发射信号时间、信号传输时间和信号接收器运行时间之间的关联表示为极大-加线性方程系统, 从而将信号传输网络系统的优化问题转化为极大-加线性方程系统的可解性问题. 然后引入极大-加线性方程系统的可解元概念, 给出极大-加线性方程系统唯一可解的一个充分必要条件, 提出解决优化问题的一个多项式算法, 并提供数值例子.

    一类基于尺度结构的种群系统的最优收获
    刘炎,何泽荣
    2015, 35(4):  459-471.  DOI: 10.12341/jssms12554
    摘要 ( 89 )   PDF (384KB) ( 241 )  
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    分析一类食饵种群带有尺度结构的种群系统的最优收获问题. 利用不动点定理证明了状态系统及其共轭系统非负解的存在唯一性, 解对控制变量的连续依赖性. 应用切锥法锥技巧导出了最优性条件, 借助Ekeland变分原理讨论了最优收获策略的存在唯一性, 推广了年龄结构种群模型中的相应结论.

    负网络外部性情形下组织际信息系统动态协调机制研究
    庄伟卿,刘震宇
    2015, 35(4):  472-488.  DOI: 10.12341/jssms12555
    摘要 ( 102 )   PDF (2596KB) ( 244 )  
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    以制造商和供应商为视角, 考虑网络外部性特性, 研究组织际信息系统~(Interorganizational information systems, IOS) 的动态协调关系与策略. 设定网络外部性的离散动态属性, 引入吸引机制与竞争机制控制向量, 给出网络外部性动态最优控制算法与命题; 进而构建制造商对供应商有无补贴政策情形下的收益模型, 并模拟正负网络外部性、制造商与供应商收益、供应商加入~IOS 数量的演化轨迹, 从而得出组织际信息系统在协调制造商与供应商收益上的动态规律. 研究认为: 补贴政策可以在~IOS 的初始阶段实施, 但此时注重实施效率; 补贴政策在第二三阶段实施, 此时竞争机制作用明显, 应注重补贴政策的动态与差异性.