具有混合执行器故障和多未知控制方向的多智能体编队系统自适应协同容错控制

针对非线性多智能体具有混合执行器故障和多未知控制方向的问题,基于鲁棒自适应模糊技术,提出新颖的协同容错控制方法.采用分段Nussbaum函数解决了多未知控制方向;基于鲁棒自适应模糊技术解决了系统中的非线性不确定问题;引入一阶滑模微分器与自适应反步技术结合,用于获得虚拟控制律的一阶导数,并结合鲁棒有界方法,用于提高所设计...     

一类非线性系统的自适应模糊反推近似滑模控制

针对一类含有未知非线性函数项和外界干扰的不确定纯反馈非线性系统,提出了一种自适应模糊反推近似滑模变结构控制方法。采用中值定理和隐函数定理使未知非仿射输入函数拥有显式的控制输入,利用模糊系统逼近未知非线性函数,动态面控制技术解决了反推设计中出现的"微分爆炸"问题。所提出的自适应近似滑模控制方案削弱了传统滑模控制中的抖振现象。从理论上证明了所设计的控制器能够保证闭环系统所有信号半全局一致终结有界。仿真算例验证了算法的有效性。     

广播式通信多智能体系统信息一致性研究

为解决多智能体协同工作问题,开展了广播式通信拓扑多智能体系统信息一致性研究。基于随机矩阵谱半径的唯一性,对固定和时变通信结构的离散系统证明了一致性问题的可解性。根据广播式通信拓扑的特点,具体给出通信协议中智能体的通信形式,并证明了系统在实现信息一致性后,系统的状态收敛到主个体的状态。针对智能鱼雷编队攻击协同技术,给出了实际仿真实例,仿真结果证明了理论结果的有效性。     

火控系统中的容错技术分析

根据可靠性原理和容错技术,分析了容错技术在火控系统中的应用,并用实际火控系统:飞机军械检测系统、平显自检系统,分别分析了故障检测技术、屏蔽技术和动态冗余技术,最后对火控计算机实现容错式硬件和容错软件进行了分析和研究。     

线性系统的鲁棒容错控制设计方法

考虑了线性故障系统的鲁棒容错控制问题。利用状态反馈特征结构配置参数化结果，提出了一种鲁棒容错控制设计方法。该方法将故障系统的鲁棒容错控制问题转化为含有约束的最小化问题。数值算例及其仿真结果验证了所设计方法的简单性和有效性。     

某飞翼无人机自适应滑模控制系统

针对某飞翼布局无人机提出了一种连续滑模变结构控制的容错控制策略.由于滑动模态下的系统对匹配建模误差和匹配扰动具有完全的鲁棒性,故无人机的作动器故障和气动面的损坏等可以看作为一种扰动或者是未知的系统参数变化,利用滑动模态自身的鲁棒性实现系统的故障容错.并且滑模控制系统根据作动器的偏转角度限制,自适应地调整边界层厚度,避免作动器的饱和.其次,对多冗余控制面设计了相应的优化控制分配算法.最后,在仿真中证明该系统有较强的鲁棒性和较高的跟踪精度.     

多智能体系统的二阶一致性跟踪问题

为了解决通信时延下关于参考状态的二阶一致性问题,提出了一种一致性算法。该算法利用Lya-punov稳定性理论,首先给出多智能体系统在固定时延下达到一致性的充分的线性矩阵不等式(LMI)判据;再给出满足一定条件的多智能体系统在时变时延下达到一致性的判据;最后,以水下无人航行器(UUV)集结为应用背景进行算法验证。运算结果表明了所提出的一致性算法和判据的有效性。该算法适用于具有时延的有向通信网中多智能体系统关于参考状态的二阶一致性问题。     

基于迭代学习观测器的无人机故障鲁棒控制

针对无人机在飞行时存在执行机构故障和外界干扰问题,建立了无人机的动力学模型和系统发生执行器故障时的模型,提出了一种将迭代学习观测器和鲁棒自适应控制相结合的容错控制方法.利用迭代故障观测器去观测无人机控制系统的状态并通过迭代实时跟踪执行器故障,给出了该观测器的收敛性分析,并在此基础上设计基于自适应增益的趋近律,实现系统鲁棒自适应控制.进一步基于Lyapunov方法从理论上证明了设计的容错控制器的鲁棒稳定性.使用无人机控制系统对方法进行验证,仿真结果验证了方法的有效性.     

军队应急物流协同决策多智能体系统模型研究

为解决军队应急物流协同决策优化问题,在分析应急物流保障过程的基础上,提出了一种改进的军队应急物流两级协同决策工作流;以此为基础,结合本体建模方法和多智能体技术,建立了军队应急物流协同决策多智能体系统模型,并对该模型的关键功能、核心智能体以及半自治指挥控制机制进行了设计。军队应急物流协同决策多智能体系统模型采用了集中控制与有限自治相结合的半自治控制模式,并以本体作为异构信息集成的基础,有效控制了应急物流环境动态性、不确定性与异构性,准确反映了军队应急物流组织指挥特点,为军队应急物流联合指挥决策提供了有效的工作流程与系统模型参考。     

延时和切换拓扑下多智能体系统动态事件触发一致性

研究了具有延时和切换拓扑的一般线性多智能体系统动态事件触发一致性问题.在实际系统中,传统的触发方式并不能有效地节约网络资源,在事件触发机制的基础上,通过引入动态变量提出了动态事件触发机制.使所设计的事件触发条件可以根据系统的运行状态进行动态调整,从而减少控制更新的频率.在时延控制输入、切换拓扑及动态事件触发下,建立了闭...     

舰船中央冷却系统多智能体自治控制

面向下一代舰船电力推进装置的分布式冷却需求，针对复杂情况下系统自重构与自愈控制问题，提出以某型中央冷却系统为控制对象的多智能体自治控制体系。设计各类智能体的个体结构和多智能体的分布式结构,采用智能体联盟和熟人机制对合同网协作模型进行改进，并优化自动任务分配和故障恢复过程中的多智能体协作流程。在此基础上，设计中央冷却系统原理性装置，建立以多智能体控制系统为核心的自治控制试验研究平台，对控制系统效能进行分析验证。试验结果表明：所设计的多智能体自治控制体系能够自主地完成系统动态重构和故障恢复控制，使电力推进装置中央冷却系统具备自重构和自愈的能力。     

具有时变通信时延的多智能体系统的一致性

首先,给出一种适用于可连续通信并具有时变通信延迟的有向多智能体系统关于参考状态的一致性算法,基于此算法,各智能体协同变量关于参考状态的一致性问题被转化为一个误差系统的稳定性问题.然后,利用Lyapunov稳定性理论,推导出多智能体系统在该算法作用下达到一致性的充分性判据,并由矩阵不等式的形式描述.结果表明:当时延函数有...     

超算环境科学工作流应用的容错

超算环境中科学工作流技术广泛应用于科学研究和工程仿真领域。复杂多物理过程数值模拟、多阶段数据处理等应用往往需要使用多种应用软件相互协作,构建业务流程自动执行来提升工作效率。然而在超算环境中执行科学工作流应用面临着资源失效、任务配置错误等异常情况,造成工作流执行中断,严重影响完成效率,故容错功能对超算工作流应用的稳定持续运行有重要意义。介绍了科学工作流的容错设计分类,并对典型工作流系统的容错设计进行分析评述;提出了基于决策树的事件-条件-动作容错模型,设计了非侵入式可扩展的容错架构,并针对自主研发的部署在超算环境下的科学工作流应用平台HSWAP,实现了运行时可配置的容错策略。在实际的工程仿真任务中,基于所提出模型和架构实现的容错机制为提高工作流执行效率发挥了重要作用。     

一类新型混沌动力学系统的自适应控制及同步研究

讨论了一类新型混沌动力学系统的自适应控制及同步问题。利用Lyapunov稳定性理论,得出了该类混沌系统的自适应控制方法;将该类系统作为驱动系统和响应系统,实现了在不同初值且参数未知情况下的自适应同步;进行了数值模拟,验证了相关结论。     

基于网格的分布式仿真系统容错机制

针对分布式仿真的需求,在网格的基础上构建了通用的分布式仿真容错系统。该系统由三部分组成:仿真资源状态监控模块、数据保存模块及错误恢复模块。其中仿真资源状态监控基于网格的MDS实现;数据保存(包括进程空间、进程间交互关系的保存)及错误恢复基于检查点机制在用户空间实现。就所增加的容错机制跟仿真系统原有功能模块的关系进行了分析。最后,基于网格及上述容错模块设计并实现了一个C/S模式的容错代理,用来实现仿真系统的自动容错。     

军用车辆轮毂电机位置传感器故障检测及容错控制

针对电传动装甲车辆恶劣工况下轮毂电机位置传感器容易产生故障问题,基于脉振高频电压注入法构建了位置传感器故障检测及容错控制系统.通过分析故障时位置传感器输出信号出现的幅值不平衡故障或正交不完全故障,采用阈值检测法实现故障检测,并使电机由有位置传感器控制切换为无位置传感器控制.仿真及实验结果表明,故障发生时,系统能够迅速检测出故障并进行容错控制,有效抑制了电机转速及定子电流的持续振荡.     

一个故障容错系统的设计及实现

本文提出了多路自动切换容错系统的一般概念,并对容错系统的可靠性及平均无故障时间进行了分析、计算,实现了二路自动切换容错系统.     

基于迭代学习观测器的卫星姿态滑模容错控制

为解决卫星上反作用飞轮存在安装偏差、故障及外部干扰情况下的姿态控制问题,提出了一种基于迭代学习观测器的姿态容错控制方法。该方法通过设计迭代学习观测器,以较小的计算量实现对执行机构发生的故障以及安装偏差进行精确的估计。并利用观测器的观测结果设计滑模控制器,使处于外部干扰条件下的卫星系统在执行机构发生故障的情况下可以快速稳定地完成姿态机动任务。进一步基于Lyapunov稳定性定理证明了迭代学习观测器及控制器的全局渐近稳定性。针对反作用飞轮存在不确定性及故障的情况下进行仿真,仿真结果表明,与同类容错控制方法相比,所提方法可以更加快速精确地对故障进行估计并完成姿态控制。     

具有坐标耦合和处理时滞的二阶离散多智能体系统的一致性

根据系统的拓扑结构、离散步长和旋转矩阵的旋转角,确定系统的渐近行为,给出多智能体系统达成二阶一致性的充要条件。证明了当0是拉普拉斯矩阵的一个简单特征值且离散步长、旋转角小于由代数方程确定的临界值时,会出现渐近一致性。数值模拟结果证明理论结果的正确性。设计了特征参数影响二阶一致性的相关案例,说明特征参数相关结论可为控制理论的一致收敛分析提供重要判据和理论支撑。     

飞行器执行机构故障的鲁棒容错控制器设计

针对具有冗余操纵机构飞行器的执行机构故障,提出了一种主控制器加补偿控制器的鲁棒容错控制器结构。两个控制器可分开单独设计。系统无故障时,仅主控制器作用,保证被控系统具有较高的性能;系统发生故障后,启用补偿控制器,在保证闭环系统稳定的前提下尽可能地补偿故障对系统造成的影响。控制器可以兼顾系统的性能鲁棒性和容错性,可作为自修复飞行控制系统中的应急控制律。采用PID基于扩张状态观测器的故障补偿的方法实现了该控制器结构。最后,以飞机方向舵卡死故障为例,验证了该控制器的正确性和有效性。