复杂网络动态系统的性能分析与控制.ppt
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1、复杂网络动态系统 的性能分析与控制,2005-6-252007-3-20,提纲,简历,已取得的 主要成果,拟开展的研究 工作,致谢,时滞系统的 鲁棒控制,非线性动力学系统的 参数辨识、控制与同步,复杂网络动 态系统的性能 分析与控制,通信网络的拥塞控制,无线传感执行器网络 通信协议设计,无线移动协调控制技术,2005-6-252007-3-20,1986-1999 东北重型机械学院(燕山大学)助教、讲师、 副教授 1996.9-1999.7 哈尔滨工业大学获工学博士学位 1999-至今 燕山大学教授 2000-至今 燕山大学控制理论与控制工程专业博士生导师 2004-至今 河北省工业计算机控制
2、工程重点实验室主任 2000.8 2004.1-2004.7 香港城市大学制造工程及工程管理系 2005.1-2005.3 Visiting Professor, Research Fellow 2001.8-2001.9 香港中文大学自动化及计算机辅助工程系 2003.1-2003.2 Research Fellow 2002.10-2002.11 美国加州大学Los Angeles分校访问学者,一. 简历,2005-6-252007-3-20,二、主要工作、创新点及其评价,非线性动力学系统 辨识、控制与同步,拥塞控制协议设计 实现与性能评估,研究总揽,基础 理论 (1986-) 控制 系统
3、 (1995-) 通信 网络 (2000-),泛函微分差分方程 振动理论,时滞系统鲁棒稳定 性分析和控制综合,通信网络拥塞控制 系统性能分析,时 滞 系 统,2005-6-252007-3-20,科研项目,研究工作 时滞系统的鲁棒控制 非线性动力学系统的参数辨识、控制与同步 通信网络的拥塞控制,时滞对系统 性能的影响,研究内容及科研项目,2005-6-252007-3-20,取得的主要研究成果概况,2005-6-252007-3-20,第一部分 时滞系统的鲁棒控制,1.1 不确定线性时滞系统鲁棒控制 问题 1:控制器在实际工业过程实现时存在脆弱性和近似 性问题, 如何在 控制器设计时就考虑可能
4、产生的不确定性? 问题 2:针对普遍存在的多面体不确定性参数系统,如何设计合适的L-K 泛函来拟合参数结构,从而降低保守性? 问题 3:1D系统鲁棒优化控制方法能否推广到2-D系统? 研究不确定系统弹性控制器设计方法,揭示系统性能之间的关系。 提出双多面体L-K泛函方法,降低系统稳定性分析的保守性。 提出离散2-D系统的鲁棒保性能控制概念和设计方法。 代表性论文:IEE Proc. Control Theory and Application (1999, 2001) Int. J. Systems Science (2003) Circuits, Systems & Signal Proce
5、ssing (2005),2005-6-252007-3-20,同行的评价,H. Karand, V. Singh IEEE TRAN. CIRCUITS AND SYSTEMS, 2004对文IEE Proc., 2001的引用和评价: 文13考虑了FMS LSS不确定 2D离散系统的保性能控制问题 建立了鲁棒控制器设计方法, 使得闭环系统渐近稳定并能 保证充分的性能指标。,2005-6-252007-3-20,1.2 不确定非线性时滞系统鲁棒控制,问题 1:如何放松对非线性时滞系统的假设条件限制? 问题 2:如何避免现有的Backstepping设计方法的循环设计问题? 问题 3:非线性时
6、滞系统模型不能精确已知时,如何设计控制器? 提出未知时滞非线性项的高维有界描述形式,构造新颖的Lyapunov泛函,给出了控制器设计方法。 发现和指出非线性时滞系统基于Backstepping方法控制器的循环设计问题,并进一步给出动态输出反馈递推控制器设计方法,通过选择合适的虚拟控制律,避免了该问题的出现。 结合自适应模糊思想,给出关联非线性时滞大系统控制器设计方案。 代表性论文:IEEE Trans. Automatic Control (03, 04, 05) (此刊为控制界顶级刊物) Applied Math. Computation (04) Int. J of Adaptive Co
7、ntrol and Signal Processing (05) Fuzzy Sets and Systems (04, 05),2005-6-252007-3-20,1.3 非线性时滞系统基于T-S模糊模型的鲁棒控制,问题 1:如何避免在设计动态输出反馈控制器时遇到的状态与输出交叉 耦合的难题? 问题 2:Piecewise Lyapunov方法会人为引入参数的不确定性,从而额外 增加系统设计的保守性,如何降低? 提出复合模糊规则和双指标动态反馈控制器的设计方法,给出系统输出子空间和控制子空间的连接桥梁,建立了GPDC设计原理。 提出Piecewise-Fuzzy型前件变量空间的完备等价划分
8、方法,避免现有piecewise Lyapunov方法会人为地引入系统不确定性的缺点。 对通信网络系统的路由器给出控制策略,用以调整路由器算法参数。 代表性论文:IEEE Trans. Fuzzy Systems (2004, 2005a, 2005b, 三篇长文) Fuzzy Sets and Systems,2005-6-252007-3-20,第二部分 非线性动力学系统的参数辨识、控制与同步,2.1 混沌系统的参数辨识和同步 问题 1:能否在线辨识未知参数,使得辨识和控制同时完成,而且避 免通常情形下对参数微分信号的依赖? 问题 2:参数辨识的思想如何应用于系统的同步控制中? 利用辅助系
9、统信号来隐含状态微分信号,去除了一般辨识过程中对状态微分信号的依赖性。 基于T-S模糊模型,通过求解LMI同时获得参数辨识器和同步控制器的参数,实现对参数未知主从(Master-Slave)混沌系统的同步。 代表性论文:Physics Lett. A (2004) 物理学报(2001)等,2005-6-252007-3-20,同行的评价,上述提到的方法和许多其它同步方法只有当混沌系统的参数已知时才有效。要想在两个含有未知参数的混沌系统之间实现同步,不是一项简单的工作,因为同时涉及未知参数的辨识和控制器的设计,关于这个富有挑战性的问题目前很少有相关报道。关等人应用观测器的思想实现了Lorenz系
10、统未知参数的辨识。吕等人用同样的方法研究了Chens混沌系统的同一个问题。,该文物理学报,2001 被SCI引用27次,其中他引21次,国内外多位学者将这一设计思想融入到系统控制器的设计中。Chen等人在Physics Letter A,2002对该文的评价:,2005-6-252007-3-20,2.2 时滞混沌系统内嵌周期轨道的控制,问题 1:时滞反馈控制方法如何推广到时滞混沌系统中?控制器的 时滞和系统时滞如何平衡? 问题 2: ? No 如何估计出所允许的控制器时滞上界? 建立时滞混沌系统内嵌周期轨道的时滞反馈控制框架,控制器时滞可以与系统时滞不同。 提出“完整时滞反馈控制器”设计思想
11、 ,建立了系统时滞、控制器时滞和控制器增益的隐含关系。 代表性论文:Int. J. of Bifurcation 物理学报等,2005-6-252007-3-20,同行的评价,文Int. J. of Bifurcation and Chaos,2003被SCI引用11次,其中Sun和Park 等人对该文的贡献予以肯定。 SunChaos, Solitons and Fractals, 2004评价: But seldom researchers consider if the DFC method can be used to control time-delay chaotic system
12、. In paper 40, the authors have extended the DFC approach to time-delay chaotic system and the sufficient conditions for stabilization and tracking problems via DFC have obtained from the results based on SFC 但是很少有研究者考虑时滞反馈控制方法是否可以用以控制时滞混沌系统。在文Int. J. of Bifurcation and Chaos, 2003中,作者将时滞反馈方法推广到了时滞混
13、沌系统中,从标准 反馈控制的结果中得到了时滞反馈镇定控制和跟踪控制的充分条件 Park等Chaos, Solitons and Fractals, 2005评价: With this motivation, Guan et al. and Sun have investigated the controller design problem of a class of time-delay chaotic systems using the famous OGY-method. 在这个思想的启发下,关等人和Sun应用著名的OGY方法研究了一类时滞混沌系统的控制 器设计问题。,2005-6-25
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