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《浙江大学》 2012年
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基于输出调节的线性网络化系统同步控制研究

江腾  
【摘要】:从自然界普遍存在的同步现象及同步在控制领域中的现实意义出发,本文结合了图论、矩阵论、机器入学以及系统控制等方面知识,基于输出调节理论,对复杂网络线性系统的同步问题展开了理论和应用研究。本文主要研究工作包括以下5个方面: 1.在阅读相关参考文献的基础上,对同步这一课题的研究内容和现状进行了综述,总结了复杂网络同步的判据和稳定性方面的研究。 2.针对固定拓扑结构的网络化系统,分析了同步的实现判据及稳定性,并给出本文研究重点——网络系统同步输出调节(Synchronized output regulation,SOR)。首先设计自适应增益控制实现单个系统的参考轨迹同步性能;然后结合矩阵分解和主稳定函数分析了系统状态完全同步的实现和判据,同时定量分析了耦合强度、代数连接度和矩阵可控性与同步的关系;其次,拓展了同步输出调节问题,研究并实现了系统同步到期望轨迹的目标,设计了同步观测器来解决followers无法获知外部期望系统状态的问题;最后,对链式和星形两类固定拓扑结构的网络进行了仿真。 3.研究了网络拓扑结构变化的切换拓扑网络的同步输出调节问题。首先引入李亚普诺夫最大指数和一致性收敛指数的概念,定性分析了网络系统自动态和拓扑结构对同步的关系;其次利用同步观测器和动态误差反馈控制器分析了一类网络系统的SOR问题,对外部系统进行分布式观测,其传递信息为外部系统相对观测值而非已有成果中的相对状态值;最后分析了一类被控二阶系统在切换拓扑下的同步,进一步拓展了对SOR的研究。 4.对一类轮式移动多机器人系统的同步跟踪性能开展研究,以实现复杂网络同步理论与实际系统控制的结合。首先给出了多机器人系统控制特点和模型以及复杂网络系统理论对其控制的意义和必要性;其次设计了级联控制器实现单个机器人对期望参考轨迹的跟踪,同时利用控制器中的微分项保证了跟踪的平稳性;然后基于非完整系统的输入输出线性反馈方法,将被控对象转为线性网络系统,利用同步输出调节理论实现多机器人系统的同步跟踪;最后仿真和实验验证了算法的正确性和有效性。 5.对本文的研究进行总结,并给出本课题进一步的研究方向。 本文工作具有下述三方面的创新意义:定量分析了固定拓扑结构网络的耦合与同步的关系;拓展了网络同步的研究广度和深度,研究了切换拓扑下系统同步的充分条件和稳定性,实现了网络系统的输出同步到期望信号(或轨迹)的目标,即实现了同步输出调节;将上述研究成果应用于多机器人系统的同步跟踪控制中,实现了理论与实际的结合。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP242

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 王立夫;井元伟;孔芝;;复杂网络输出同步及稳定性分析[J];复杂系统与复杂性科学;2007年03期
2 渠慎明;郑文奎;;基于状态观测器的混沌同步保密通信[J];计算机工程;2010年12期
3 ;Controlled synchronization of complex network with different kinds of nodes[J];Journal of Control Theory and Applications;2008年01期
4 郭凌;年晓红;潘欢;;一般耦合结构时变时滞复杂网络的同步准则[J];控制理论与应用;2011年01期
5 徐君群;唐万生;张建雄;;Stabilization of Delayed Networks with Different Nodes[J];Transactions of Tianjin University;2011年02期
6 唐新宇,任智华,王萍;系统内模控制器设计及仿真[J];天津工业大学学报;2003年01期
7 王兴元,段朝锋;基于线性状态观测器的混沌同步及其在保密通信中的应用[J];通信学报;2005年06期
8 杨洪勇;张忠磊;;基于牵引控制的移动多智能体系统的目标跟踪[J];鲁东大学学报(自然科学版);2010年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 龙晓林;基于网络模型的多机器人系统研究[D];浙江大学;2007年
2 徐德刚;基于复杂网络理论的复杂系统同步控制研究[D];浙江大学;2007年
3 杨文;多智能体系统一致性问题研究[D];上海交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 唐述博;非完整移动机器人点镇定和轨迹跟踪控制研究[D];大连理工大学;2005年
2 陈鹏程;轮式移动机器人轨迹跟踪控制研究[D];江南大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋兵;;基于复杂网络的农作物细菌性病害传播模型初探[J];安徽农业科学;2011年34期
2 魏娟;宋福庆;;两种全局同步稳定性方法的比较与应用[J];安阳师范学院学报;2011年05期
3 黄树林;鞠颂东;董军;;企业集团网络化物流模式的结构分析[J];北京交通大学学报(社会科学版);2011年01期
4 尹向敏;李元左;罗小明;;陆军武器装备综合集成系统复杂性研究[J];兵工自动化;2007年10期
5 邱原;邢焕革;;基于复杂理论的作战网络关键边评估方法[J];兵工自动化;2011年08期
6 马睿;朱建冲;杨美玲;;基于改进聚类生存度的军事通信网可靠性分析[J];兵工自动化;2012年06期
7 徐玉国;邱静;刘冠军;;基于复杂网络的装备维修保障协同效能优化设计[J];兵工学报;2012年02期
8 徐玉国;邱静;刘冠军;;基于多元加权网络的装备维修保障组织结构动态演化模型[J];兵工学报;2012年04期
9 程连元;杨柳青;柳应华;宗刚;;面向市政管理的不良信息传播仿真模型[J];北京工业大学学报;2011年04期
10 周宏达;陈守刚;杨德刚;;主城区公路网的复杂网络特征分析[J];成都大学学报(自然科学版);2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈树文;高琼;;网络结构视角下中关村产业集群创新驱动困境与建议[A];创新驱动与首都“十二五”发展——2011首都论坛文集[C];2011年
2 耿志勇;;具有静态非线性互联结构的分布式异构系统的稳定性[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 李鑫滨;王腊梅;刘仙;;基于动态复杂网络的Van der pol振子同步[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 李立;;BA无标度网络中混沌动力系统的同步分析及控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 张跃;蒋国平;;一类混沌复杂动态网络不稳定平衡点的牵制控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
6 王祝萍;王锐;;基于迭代学习的移动机器人轨迹跟踪控制研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
7 郑新奇;苏艳军;杨光;王淑晴;;城市道路网络复杂性的研究方法——空间句法与复杂网络模型的集成分析[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
8 《基于学术交流的技术创新人才培养研究》课题组;陈雄辉;;基于学术交流的技术创新人才培养研究[A];学术交流质量与科技研发创新研究[C];2009年
9 瞿少成;王晓燕;龚美静;曲豪;;基于滑模观测器的不确定混沌系统的同步保密通信研究[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
10 王建功;李平辉;谭欢;;B-A模型的改进模型[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杜文博;面向航空交通系统的复杂网络与网络动力学研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 籍艳;几类时滞系统的稳定与同步[D];江南大学;2010年
3 徐旭林;社会群体行为建模及其动力学分析[D];南开大学;2010年
4 杜方;复杂网络系统间相似性识别及其应用[D];浙江大学;2010年
5 张建辉;节点势能导向多下一跳路由协议研究与性能评价[D];解放军信息工程大学;2009年
6 高磊;P2P工作流系统中的资源搜索及负载均衡优化研究[D];山东大学;2010年
7 张泽华;云计算联盟建模及实现的关键技术研究[D];云南大学;2010年
8 沈波;基于不完全测量信息的非线性随机系统的滤波与控制[D];东华大学;2011年
9 王耀;随机复杂动态网络的同步与稳定性分析[D];东华大学;2010年
10 徐玉华;几类新连续混沌系统的基本动力学特性、控制与同步[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏延森;刺激下拟南芥基因逻辑网络构建与分析[D];山东科技大学;2010年
2 李二艳;刺激下拟南芥基因相关网络构建与分析[D];山东科技大学;2010年
3 周斌;复杂网络的社团结构挖掘及应用研究[D];广西师范学院;2010年
4 高萌;复杂神经元网络的同步问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 姜荣;时间序列的聚类和关联规则挖掘研究[D];辽宁师范大学;2010年
6 孔健;基于半监督学习的社团划分算法研究[D];辽宁师范大学;2010年
7 贾琳;基于复杂网络的海洋排污权配置及其交易机制研究[D];中国海洋大学;2010年
8 苏艳;分布式移动机器人通信网络的研究[D];沈阳理工大学;2010年
9 王鹏;拓扑结构对Hindmarsh-Rose神经元放电模式调控作用的理论研究[D];安徽师范大学;2010年
10 张胜虎;基于复杂网络的南昌市公交网络优化研究[D];南昌大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王洪斌,李铁龙,郭继丽;机器人的神经网络鲁棒轨迹跟踪控制[J];电机与控制学报;2005年02期
2 孙炜,王耀南;模糊B样条基神经网络及其在机器人轨迹跟踪中的应用[J];动力学与控制学报;2005年01期
3 姚静,关治洪;拓扑切换网络的脉冲控制[J];复杂系统与复杂性科学;2005年02期
4 曹志强,张斌,谭民;基于行为的多移动机器人实时队形保持[J];高技术通讯;2001年10期
5 吴忻生,任华瑛;非完整移动机器人轨迹跟踪的最优模糊控制[J];华南理工大学学报(自然科学版);2004年03期
6 龙晓林,蒋静坪;基于SVM的机器人工件识别[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年02期
7 刘志新;郭雷;;Vicsek模型的连通与同步[J];中国科学(E辑:信息科学);2007年08期
8 韩学东,洪炳熔,孟伟;多机器人任意队形分布式控制研究[J];机器人;2003年01期
9 顾国昌,仲宇,张汝波;一种新的多智能体强化学习算法及其在多机器人协作任务中的应用[J];机器人;2003年04期
10 朱晓芸,杨建刚,何志钧;神经网络的多传感器数据融合基于新算法在障碍物识别中的应用[J];机器人;1997年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李玉榕;信息融合与智能处理的研究[D];浙江大学;2001年
2 丁滢颍;基于个性的多机器人协作研究[D];浙江大学;2005年
3 罗志增;机器人多感觉传感器系统与多信息融合技术[D];浙江大学;1998年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈励华;张国良;曾静;宋海涛;;基于多智能体的多机器人控制研究[J];微计算机信息;2009年23期
2 黎萍;杨宜民;练家乐;;基于效用函数的多机器人系统任务分配[J];计算机应用研究;2009年02期
3 曹洁;白俊利;;多机器人系统中娱乐机器人控制系统的设计[J];工业仪表与自动化装置;2010年03期
4 唐建中;杨公仆;阳含和;;多机器人系统的自动避免碰撞控制[J];西安交通大学学报;1988年06期
5 林怡青,郑时雄;机器人群体合作的信念分析[J];机器人;2000年05期
6 钱徽,吴春明,朱淼良;基于可重构体系的多机器人共享模块剩余能力估计[J];电子学报;2005年11期
7 孙鹏;陈小平;;RoboCup小型机器人仿真系统[J];计算机仿真;2006年04期
8 赵欣;;浅析多机器人技术及发展[J];装备制造技术;2009年05期
9 江金龙;张文栓;董通;陈国华;;多机器人半实物仿真系统的研究与实现[J];计算机仿真;2009年04期
10 邵杰;杨静宇;杜丽娟;;基于改进学习分类器的多机器人混合分层体系结构[J];南阳理工学院学报;2009年03期
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1 张瑞强;霍伟;;多机器人夹持受限负载的自适应协调混合控制[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
2 殷波;孟庆春;庄晓东;;基于模糊逻辑的多机器人系统智能学习方法[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
3 曹志强;王硕;张斌;谭民;;复杂未知环境下多移动机器人队形控制[A];钱学森科学贡献暨学术思想研讨会论文集[C];2001年
4 崔连虎;卢惠民;季秀才;郑志强;;RoboCup中型组多机器人协作机制研究[A];2007年足球机器人大会论文集[C];2007年
5 付佳;王美玲;杨毅;周培德;;基于计算几何算法的多智能体快速编队[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 高建华;武传宇;李小明;;基于多机器人的协同物流作业系统设计及其仿真[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
7 张凯;黄菊永;黄守东;;对称循环组合系统的输出调节[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
8 孟庆春;殷波;王旭柱;王汉萍;谭锐;葛玉荣;苑泉乐;;对多机器人系统工作空间进行实时建模的研究[A];2001年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2001年
9 王明辉;王楠;李斌;;面向灾难救援的机器人控制站系统设计[A];中国仪器仪表学会第十二届青年学术会议论文集[C];2010年
10 刘玉忠;张霄力;赵军;;一对带扰动线性开关系统输出调节问题可解的充分必要条件[A];第二十届中国控制会议论文集(下)[C];2001年
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1 编译 王金元;蚂蚁机器人将会钻入人体内[N];北京科技报;2005年
2 善灵;清华一项目获教育部留学回国人员科研启动基金资助[N];科技日报;2007年
3 本报记者 张奇锋;救援机器人——“戴着镣铐在跳舞”[N];广东科技报;2011年
4 本报记者 李蕾 本报实习生 张敏 刘沁;八大菜系,机器人“管家”全精通[N];解放日报;2009年
5 特约记者 杨保国;中国科大“蓝鹰”称雄机器人世界杯[N];大众科技报;2007年
6 戚木森;数字式三用表校验仪的维护[N];中国电力报;2003年
7 记者 解悦;坐着听课学生也能发电[N];南京日报;2007年
8 予言;现代重工加大船用新品研发力度[N];中国船舶报;2009年
9 江西 高福光;YL-3型音频电疗机的原理与故障维修[N];电子报;2008年
10 林秀莉 DigiTimes;Intersil开发宽输入增强型PWM控制器[N];电子资讯时报;2006年
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1 刘亚波;异构多机器人系统协同技术研究[D];浙江大学;2011年
2 林广栋;人工内分泌系统新机制及应用研究[D];中国科学技术大学;2012年
3 雷艳敏;多机器人系统的动态路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 Dioubate Mamady I;基于进化免疫系统理论的多机器人协作和机器人目标探索研究[D];中南大学;2009年
5 蒋沅;非线性系统全局鲁棒自适应输出调节及其应用[D];山东大学;2010年
6 丁滢颍;基于个性的多机器人协作研究[D];浙江大学;2005年
7 王醒策;基于强化学习和群集智能方法的多机器人协作协调研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
8 祖丽楠;多机器人系统自主协作控制与强化学习研究[D];吉林大学;2006年
9 龙晓林;基于网络模型的多机器人系统研究[D];浙江大学;2007年
10 严勇杰;多机器人系统协调与控制研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
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1 江腾;基于输出调节的线性网络化系统同步控制研究[D];浙江大学;2012年
2 徐磊;模块化个人机器人结构设计及运动规划的研究[D];上海交通大学;2009年
3 朱彬;网络化多运动体协作控制系统的构建与实现[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 钟贤坤;基于自由市场机制的多机器人探索仿真[D];北京交通大学;2007年
5 王凡;基于Agent的多机器人路径规划的研究[D];武汉理工大学;2006年
6 汪浩杰;多机器人系统中围捕策略的研究[D];华中科技大学;2007年
7 张莉莉;多机器人合作定位技术研究[D];中南大学;2009年
8 吴锋;多机器人系统路径规划方法研究[D];广东工业大学;2012年
9 施文;多机器人通讯网络的路由协议的研究[D];南京理工大学;2005年
10 苏采兵;面向遥控焊接的多机器人系统关键技术研究[D];东北石油大学;2010年
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