基于细胞自动机的电梯混合系统建模及仿真

电梯系统是一种典型的混合系统,对电梯系统所包含的连续和离散两种变量进行深入细致地考察分析,是建立准确的电梯运行模型的关键。细胞自动机理论能有效地将混合系统中的连续变量和离散变量连结起来,构建清晰、可靠的数学模型。利用细胞自动机模型模拟电梯运动行为,派梯队列进行派梯控制,构造的基于细胞自动机的电梯混合系统模型,模型结构简单,运行效果良好。在通用的MATLAB开发环境下实现了电梯混合系统模型仿真。该建模方法具有一定的通用性和可扩展性。     

混合系统状态模型与对象模型的分析研究

为充分完全的建模混合系统的特性,提出从不同角度对混合模型进行建模。在此理论基础上,对混合系统进行两种不同模型的建模:基于自动机的状态模型,以及从系统理论出发的混合系统对象模型,并建立这两种模型的形式化表达,以此表达为基础,进一步分析了这两种模型之间的相互关系,以及它们的特点和应用范围。为混合系统建模及其应用提供理论参考。最后通过一个应用实例证实两种模型的正确和有效。     

混合系统的面向对象仿真

提出了一种新的混合系统自动机模型。该模型把混合系统看作是由系统行为模式集、连续状态空间、外部输入集、演化函数集、转移函数集、外部输入函数集等组成的六元组,对混合系统的行为具有很强的描述能力。在此基础上,利用面向对象思想,把混合系统看作由实体对象、时序对象和界面对象组合而成的对象,建立了混合系统的面向对象仿真模型,并讨论了其仿真逻辑。这一模型为混合系统的仿真提供了通用的框架。     

混合系统的混合Petri网描述

混合Ｐｅｔｒｉ网可很好地描述由连续动态和离散动态相互混合相互作用而成的混合系统．本文重点讨论了用混合Ｐｅｔｒｉ网工具描述混合系统的方法,并对混合系统的运行协调性和最优控制问题进行了初步探讨．     

基于消息传递的人-物混合系统模拟

利用模拟技术研究人物混合系统的关键在于实现人-物互动的并行集成模拟.将日常管理活动中人物混合系统的人-物互动问题分解为管理者自我效能感演化和任务处理两部分,分别采用定性模拟和离散事件模拟方法建立了两个模拟模型.利用Visual Basic.net的多线程技术和Arena的实时执行模式,设计并开发了基于消息传递的并行集成模拟系统原型,从而实现了人-物互动的并行集成模拟.系统验证和确认表明,该系统可用于管理活动中人-物混合系统规律的研究.     

混合系统及其建模

在概述混合系统概念、特点、发展近况以及混合系统框架的基础上，介绍了混合系统研究中的建模问题，重点介绍了等价离散事件模型、混合自动机、Petri网、时段演算及其扩展等建模方法，最后介绍了混合系统研究中的一些重要成果以及一些仿真方法。     

一种基于混合系统滤波器的NCS系统故障诊断方法

针对一类具有随机传输时滞的网络化控制系统,在考虑时滞无界的情况下(最坏网络传输),提出了一种基于故障检测滤波器的故障诊断方法。首先,为了处理系统的内采样特性,根据混合系统理论设计了一种基于观测器的混合系统故障检测滤波器(FDF);利用多目标优化技术,将故障检测滤波器的设计问题转化为一类优化问题,并借助线性矩阵不等式方法给出了该优化问题的时滞独立解。最后通过仿真验证了该方法的有效性。     

拟线性脉冲系统的一致渐近稳定性

利用Lyapunov函数方法研究拟线性脉冲混合系统的一致性渐近稳定性，建立该类系统一致渐近稳定性的充分条件，最后，作为应用给出一个实例。     

混合系统在Matlab环境下的建模、仿真与自动验证

针对混合系统既包含连续变量又存在离散事件的特点，给出了混合系统在Matlab环境下的建模方法，仿真过程、为克服仿真的固有局限性，文中出自动验证原理及其实现，并以化工过程控制中的应用实例对整个过程作了介绍。     

基于混合Petri网的HVDC控制系统模型的研究

高压直流输电(HighVoltageDirectCurrentTransmission,缩写为HVDC)控制系统是一典型离散事件和连续动态行为相互作用的混合系统,引入混合系统的有效建模工具:混合Petri网(HybridPetriNet缩写为HPN),根据HVDC控制系统的运行特性,采用HPN对HVDC控制系统进行建模。该模型将控制系统分成离散逻辑部分、连续动态部分和状态识别接口部分来描述。由离散逻辑部分进行协调HVDC运行方式的切换,连续动态部分进行实时调节,状态识别接口部分实现对系统状态的识别并驱动离散部分的改变。通过对结合国际大电网会议CIGRE标准系统的仿真,验证了基于HPN的HVDC控制系统模型在HVDC系统在正常及故障情况下均有良好的响应特性。     

一类具输入时滞的分布参数系统移动控制

基于移动传感器/执行器网络,研究了一类具有输入时滞的分布参数系统稳定性控制问题。利用抽象发展方程理论、算子半群理论和Lyapunov稳定性定理,设计系统的反馈控制器;再结合移动传感器/执行器的动力学行为,设计其控制力。证明了在反馈控制器和控制力的作用下,分布参数系统在具输入时滞情况下是渐近稳定的。通过数值仿真实验表明,不同的输入时滞,对系统的稳定效果有一定的影响,但在控制力的作用下,系统都能趋于稳态,说明本文中对于具有输入时滞的分布参数系统的控制策略是有效的。     

一类具输入时滞的分布参数系统移动控制

基于移动传感器/执行器网络,研究了一类具有输入时滞的分布参数系统稳定性控制问题。利用抽象发展方程理论、算子半群理论和Lyapunov稳定性定理,设计系统的反馈控制器;再结合移动传感器/执行器的动力学行为,设计其控制力。证明了在反馈控制器和控制力的作用下,分布参数系统在具输入时滞情况下是渐近稳定的。通过数值仿真实验表明,不同的输入时滞,对系统的稳定效果有一定的影响,但在控制力的作用下,系统都能趋于稳态,说明本文中对于具有输入时滞的分布参数系统的控制策略是有效的。     

时滞分布参数系统的指数渐近稳定性

基于Lyapunov稳定性理论,利用辅助函数方法研究由变时滞分布参数控制系统所导出的滑动模运动方程的指数渐近稳定性问题,获得了一类滑动模运动方程指数渐进稳定的充分条件,建立了滑动模运方程解的指数渐近稳定性定理。这就为研究时滞分布参数系统的变结构控制问题奠定了理论基础。     

一类不确定混合线性时滞系统鲁棒控制问题研究

讨论了一类不确定混合线性时滞系统在其Markov跳跃参数所处模态非精确可测得情况下的鲁棒控制问题。给出了非匹配条件下系统不确定部分范数上界已知时,使系统呈均方意义下指数稳定的保代价控制充分条件。并根据混合系统模式下的LaSalle稳定性定理,对匹配条件下系统不确定部分的未知范数上界给出了一种参数自适应估计方法,设计了相应的鲁棒自适应控制律以实现混合线性时滞系统以概率1渐近稳定。鲁棒自适应控制律的设计仅依赖于跳跃参数的非精确测量值。     

基于二维混合模型的鲁棒迭代学习控制设计

针对一类正则线性不确定系统,提出一种基于连续/离散二维混合模型的迭代学习控制设计方法。首先,通过独立地考虑迭代学习控制系统连续的控制行为与离散的学习行为,建立迭代学习控制系统的连续/离散二维混合模型,将迭代学习控制器设计问题转化为一类连续/离散二维系统的状态反馈控制问题。然后应用二维连续/离散系统方法,获得迭代学习控制系统稳定性条件。最后根据稳定性条件,利用线性矩阵不等式方法,求得迭代学习控制器参数,它通过Matlab工具箱可以方便的获得。与现有方法相比,所提出的迭代学习控制器利用了输出误差以及状态变化的信息来修正当前的控制,因而设计方法更加符合其本质特征,具有简单实用、直观明了的特点。数值仿真实例验证了所提方法的有效性。     

时滞多变量时变系统的最优控制混合仿真研究

应用最优控制理论的极小值原理和参数优化理论 ,叙述了具有常数时滞的多变量时变系统的最优控制算法 ,基于该算法 ,提出了这类系统的数模混合仿真方法和实践方法。混合结果表明 :提出的算法是收敛的 ,且收敛速度优于全数字仿真结果。     

一类混合动态系统的控制综合

对由一系列传输带构成的运输系统的混合系统控制问题进行了研究，建立了基于自动机原理的传输带混合控制模型．将混合控制系统中离散事件的变换过程用真值表表示，并设计出相应的逻辑电路图以实现自动机的功能，从而实现控制综合的目的．结果表明，对此类混合系统的控制综合可以利用基于离散事件系统监督控制的方法来实现．     

混杂系统粒子滤波混合状态估计及故障诊断算法

混杂系统同时包含连续动态特性和离散动态特性,并且两种动态相互作用,使其故障诊断变得更加困难。针对此问题,提出了一种混合系统粒子滤波混合状态估计及故障诊断算法,提高了现有方法的适用范围和诊断效率。针对混杂系统受控迁移、自治迁移和随机迁移等特点,首先利用随机混杂自动机对系统离散状态(包括故障)和连续状态进行统一建模,重点对现有基于扩展卡尔曼粒子滤波的连续估计算法进行改进,支持利用在线监测数据来估计混杂系统各类迁移产生的各种离散和连续状态,最后根据离散状态估计结果快速实现故障诊断。通过对典型非线性混杂系统的故障诊断,证明了该方法的有效性。     

网络化分布式协作系统的最大同步

基于网络化系统的拓扑结构特性,研究了分布式系统的最大同步问题。提出了一种应用个体局部信息的线性分布式控制协议。运用现代控制理论、代数图论和SIA等理论工具,对控制算法进行了稳定性分析,得到了网络化系统的最大同步收敛条件。最后应用仿真实验验证了所得结论的正确性。