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《浙江大学》 2001年
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混杂系统优化控制理论研究

尹增山  
【摘要】: 混杂系统是离散动态系统和连续动态系统相互结合、相互作用而形成 的统一动态系统。混杂系统是计算机科学和控制理论相结合的产物,混杂 系统理论的产生与发展有其深刻的理论与实践背景,是多种学科包括控制 学、系统学、计算机科学和数学等发展的必然。 混杂系统的研究是传统控制理论进一步发展的要求。它将数学、控制 科学和计算机科学紧密的结合起来,并提出了一系列崭新的、具有挑战性 的问题。混杂控制系统的状态变化表现为时间和事件的共同作用,本质上 是一类高度非线性的复杂系统。系统所具有的混杂信息结构使得所研究的 内容和方法与传统的控制理论有很大的不同。 本文从控制科学的角度,对于混杂系统的优化控制做了深入的研究和 探讨。具体的内容和取得的成果如下: (1)本文首先详细介绍了混杂系统的定义,从控制理论和计算机技术两 个方面详细地阐述了混杂控制系统理论产生的原因和发展过程;本文系统 地概述了混杂系统理论的研究现状,对现有的研究成果进行了分析与评述; 详细地列举了目前混杂系统优化控制领域所取得的研究成果,并指出了理 论研究与实际应用中所存在的困难和一些亟待解决的问题。 (2)基于混杂自动机模型,讨论了混杂系统的最优控制问题。首先给出 了混杂系统最优控制问题的描述,接着讨论了混杂系统优化控制器设计架 构,最后对于混杂系统最优控制问题的复杂性进行了充分的分析和论述。 (3)切换系统是一类特殊的混杂系统,是切换规律固定的混杂系统。研 究了线性切换系统的最优控制问题。由于切换系统在边界上的不连续性, 切换系统优化控制也是不连续的,因此不能简单地采用连续系统优化控制 方法进行求解。通过一定变换,把切换系统转化成关于特定变量的连续系 统,从而可以采用分段梯度下降法进行求解。这种方法能够有效给出切换 * 浙江人学地士学位论文 系统优化控制的局部最优解。最后给出了线性混杂动态系统在线性切换面 上关于二次型的梯度求解算法。 ()动态规划方法是解决多级决策问题的有效算法.针对初态已知、时 间固定、末态未知的自治切换混杂系统的全局最优控制方法进行了研究。 给出了基于可达网络的动态规划方法,从而可大大减少优化求解的计算量, 并能有效给出优化控制问题的全局最优解. O)微分动态规划方法能有效解决动态规划方法的维数问题。针对初态 已知、时间固定、末态未知的自治切换混杂系统的局部最优控制方法进行 了研究。详细探讨了须分动态规划方法在切换无代价、切换代价为常数、 切换代价为函数等各种不同情况下的应用,微分动态规划方法是求解优化’ 控制问题局部最优解的有效算法。 的)针对初态已知、时间未知、末态固定的混杂系统全局最优和局部最 优控制方法进行了深人地探讨。给出了在自治切换、受控切换等各种不同 切换边界的情况下混杂系统优化控制的全局最优解和次优解求解算法。 最后对本文的工作做了概括性的总结,并对未来润杂系统理论的发展 前景进行了展望。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP13

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 王诗云;一类微生物发酵系统的双测度与全局稳定性[D];大连理工大学;2011年
2 安群涛;三相电机驱动系统中逆变器障诊断与容错控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 吴冀湘;电力系统分布式电压紧急控制研究[D];华中科技大学;2006年
4 廖伟志;混杂生产过程的混杂Petri网建模及分析技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
5 汪少华;半主动空气悬架混杂系统的多模式切换控制研究[D];江苏大学;2013年
6 孙宇博;基于混合Petri网的矿井生产主物流系统建模与仿真[D];西南交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 王林涛;混杂系统优化控制数值求解及其在非线性系统控制中的应用[D];浙江大学;2011年
2 张婷;一类混杂系统的最优控制及其稳定性分析[D];大连交通大学;2010年
3 张鹏;基于混合逻辑动态的混杂系统建模及其模型预测控制[D];吉林大学;2007年
4 吴玉波;基于微分Petri网的混杂系统建模与仿真[D];江苏大学;2007年
5 赵旭;基于MLD模型的混杂预测控制研究[D];中国石油大学;2010年
6 边远;基于混成自动机的主动防护式CBTC车载系统开发方法[D];北京交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 汪祖柱,程家兴;求解组合优化问题的一种方法—分枝定界法[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年01期
5 陈晓梅,陈伟,梁凯,戎兵;盐酸林可霉素发酵过程计算机控制技术[J];安徽化工;2002年03期
6 周胜生,杨奇;联合经营平衡价格的稳定性[J];安徽机电学院学报;2000年04期
7 钟小芳,蒋中;一种增量型多步预测、多步控制的单变量预测控制算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年04期
8 张东红;并行系统分叉和交汇操作过程的Petri网控制器[J];安康师专学报;2000年02期
9 王亚平;自动控制系统实验室中的抗干扰技术[J];安全与电磁兼容;2005年01期
10 吴丽娟;DMC-PID串级控制算法[J];鞍山钢铁学院学报;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙鹤旭;梁涛;雷兆明;;基于状态空间模型的多时域预测控制系统的闭环特性[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 周火凤;马保离;;离轴式拖车移动机器人的路径跟踪控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 杨建华;刘文琦;卢伟;;注汽锅炉蒸汽干度的模糊预测控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 李刚;王庆林;黄彪;;随机扰动下的动态矩阵控制系统性能监控、调节与诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 吴义虎;宋丹丹;侯志祥;袁翔;;车辆横摆角速度的广义预测控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 莫晓明;;基于多模型综合的DMC控制及其应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 李会军;叶宾;;一种基于递归BP神经网络的多步预测控制方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 高亚辉;杨刚;臧军;;航空发动机液压执行机构模型时域辨识方法研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
9 姜浩;刘衍聪;张彦廷;刘振东;;钻柱升沉补偿试验台控制系统设计[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年
10 胡玉娥;丁淑萍;;基于改进BP算法的非线性广义预测控制器[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯婷;离散时间Markov跳变系统的稳定性与鲁棒H_2/H_∞控制[D];山东科技大学;2010年
2 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘心;基于Petri网的FMS建模及故障诊断方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 徐小峰;面向船舶制造协同物流网络的资源优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 贺士晶;核动力装置参数优化设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 刘天印;基于系统模拟的高校教师工作压力研究[D];华中科技大学;2010年
9 栗伟;催化裂化过程建模与应用研究[D];浙江大学;2010年
10 张志明;柔性制造系统死锁预防的Petri网控制器综合[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 靳昌田;煤炭集团物料配送优化研究[D];山东科技大学;2010年
3 周清;基于混合Petri网的列车运行系统中时间推理问题的研究[D];郑州大学;2010年
4 钊红梅;工作流在网络管理系统中的应用[D];郑州大学;2010年
5 王佳慧;基于面向对象的随机Petri网图形建模与分析工具的开发[D];郑州大学;2010年
6 李长鹏;基于CSTR温度系统的模糊神经网络预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 王岩;智能建模和模糊广义预测控制研究及在船舶减纵摇控制中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 程朗;基于多测距仪的AUV三维避碰方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 张茜;基于Petri网的网络脆弱性评估技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 杨丽丽;冲击噪声背景下的DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王国丽,顾亮,孙逢春;车辆主动悬架技术的现状和发展趋势[J];兵工学报;2000年S1期
2 赵晓华,陈阳舟;基于混杂系统理论的单交叉口信号灯控制[J];北京工业大学学报;2004年04期
3 周元钧;董慧芬;王自强;;飞行控制用无刷直流电动机容错运行方式[J];北京航空航天大学学报;2006年02期
4 吴志成;陈思忠;杨林;张斌;;基于有理函数的路面不平度时域模型研究[J];北京理工大学学报;2009年09期
5 堀博志,王渤洪;下一代列车控制系统ATACS的现状[J];变流技术与电力牵引;2002年06期
6 丁日佳,车永才,孙华民,孙艳玲;煤矿辅助运输系统派车决策方式的模拟研究[J];东北煤炭技术;1994年02期
7 张兰红,胡育文,黄文新;三相变频驱动系统中逆变器的故障诊断与容错技术[J];电工技术学报;2004年12期
8 周元钧,刘宇杰;双通道永磁同步伺服系统的容错性能[J];电工技术学报;2005年09期
9 赵文祥;程明;朱孝勇;张建忠;花为;;驱动用微特电机及其控制系统的可靠性技术研究综述[J];电工技术学报;2007年04期
10 郑雪生;李春文;戎袁杰;;DC/AC变换器的混杂系统建模及预测控制[J];电工技术学报;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 蒋卫良;韩东劲;;我国煤矿带式输送机现状与发展趋势[A];煤矿高效集约化开采技术与机电一体化装备论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 崔晓利;车辆电子控制空气悬架理论与关键技术研究[D];中南大学;2011年
2 翟海峰;混杂系统分析与控制设计研究[D];浙江大学;2001年
3 张霓;参数不确定线性混杂系统的鲁棒控制及应用[D];浙江大学;2002年
4 向凤红;选矿厂生产物流递阶智能控制系统结构与复合模型研究[D];昆明理工大学;2002年
5 叶阳东;智能混杂系统建模、分析理论及应用的研究[D];铁道部科学研究院;2002年
6 李卫东;混杂动态系统的分析与控制[D];浙江大学;2003年
7 乔宇;汽车四轮转向的动力学特性与混杂控制研究[D];天津大学;2003年
8 仝庆贻;混杂系统稳定性及其在电力系统中的应用研究[D];浙江大学;2004年
9 张立炎;结合逻辑与规则的工业过程建模和优化控制的研究[D];浙江大学;2004年
10 赵洪山;电力系统混杂建模与分析[D];华北电力大学(河北);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陶俊杰;基于供应链的敏捷物流系统Petri网建模与仿真[D];北京交通大学;2010年
2 刘科;BRT客车振动分析[D];青岛理工大学;2010年
3 吕书强;基于Petri网模型的混杂电力系统紧急控制[D];北京工业大学;2001年
4 王瑛;智能PID算法的应用及混杂控制系统设计研究[D];南京理工大学;2003年
5 杨钫;基于PID控制空气悬架系统的仿真与试验研究[D];吉林大学;2004年
6 黄素真;矿山企业现代生产物流管理系统研究[D];山东科技大学;2004年
7 陈江红;基于混合Petri网的混杂系统建模及工业应用研究[D];北京化工大学;2004年
8 赵立雄;Petri网在混杂系统建模与控制中的应用[D];北京化工大学;2001年
9 彭昭;混杂系统的半定性故障诊断方法研究[D];清华大学;2004年
10 王宏杰;基于模糊控制的半主动空气悬架系统的仿真与试验研究[D];吉林大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 李宁;李颖晖;朱喜华;雷洪利;俞佳;;新型容错逆变器的混杂系统建模与故障诊断[J];电机与控制学报;2012年09期
2 赏吴俊;何正友;胡海涛;母秀清;林建辉;;基于IGBT输出功率的逆变器开路故障诊断方法[J];电网技术;2013年04期
3 唐诗晨;陈龙;汪若尘;孙晓强;施德华;;基于阻尼多模式切换的主动悬架最优控制研究[J];广西大学学报(自然科学版);2014年02期
4 张莉;袁海文;袁海斌;曾倩;;航空独立电源系统保护控制行为混杂模型[J];南京航空航天大学学报;2011年S1期
5 朱春红;李婕;梁时光;宋建桐;;奔驰轿车空气悬挂系统的结构与特点[J];河南科技;2014年12期
6 陆建波;廖伟志;;基于分解的连续Petri网性质分析方法[J];计算机应用研究;2014年11期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 郭闯强;空间大型机械臂关节控制系统及轨迹规划研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
2 吴迪;开绕组电机双端级联式五电平逆变器调制策略研究[D];中国矿业大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许文靓;基于LMI的PLC功能块图和顺序功能图的相互转换技术[D];大连理工大学;2010年
2 王霞霞;基于混杂Petri网的城市道路交通网络模型研究及应用[D];长安大学;2011年
3 马建强;基于Petri网的制造系统建模仿真及调度研究[D];浙江师范大学;2010年
4 张涛涛;基于触摸屏的PWM变量农药喷洒控制系统设计[D];太原理工大学;2012年
5 谭娟;基于模糊Petri网的混合系统表示及稳定性研究[D];浙江理工大学;2012年
6 郑雷;结合系统分区的中长期电压稳定分析及紧急控制研究[D];山东大学;2012年
7 赵涛;多通道压力测试系统petri网建模及其性能分析[D];电子科技大学;2012年
8 李婷;求解多目标协调二级电压控制的简化强化学习方法[D];华南理工大学;2013年
9 吕飞;三相逆变电源的混杂控制研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
10 王姣;一类线性切换系统状态估计方法的研究[D];南京理工大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋慰孙;2000年化工自动化展望[J];化工自动化及仪表;1994年01期
2 靳小桂,王永强;现场总线最新进展[J];化工自动化及仪表;1994年04期
3 蒋昌俊;矢量文法与PN机[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1995年12期
4 吴哲辉;Pumping引理的Petri网描述──Petri网语言属型的一组判定条件[J];计算机学报;1994年11期
5 王丽亚,吴智铭;实时并发离散事件系统的监控[J];控制与决策;1995年01期
6 郑应平;离散事件系统理论研究和应用进展(Ⅰ)[J];控制与决策;1996年02期
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9 法京怀;;离散事件动态系统的状态补偿观测控制[J];自动化学报;1993年03期
10 郭令忠,李彦平,徐心和,刘长有;离散事件动态系统的D-B动机模型[J];自动化学报;1995年03期
【相似文献】
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1 仝庆贻,刘妹琴,颜钢锋,赵光宙;具有变时滞摄动混杂系统稳定性的研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年08期
2 曾锋;高东杰;;基于混合逻辑动态的混杂系统研究及应用[J];控制工程;2006年01期
3 徐大平;张悦;王东风;韩璞;;基于模糊监督器的混杂系统控制[J];仪器仪表学报;2006年S3期
4 廖伟志;古天龙;;基于一种新型混杂Petri网的混杂系统建模与控制[J];控制与决策;2007年04期
5 程曙;张浩;马玉敏;赵荣泳;;面向自动化装配的一类智能混杂系统[J];计算机工程;2007年11期
6 刘军;芮执元;韦尧兵;陈积明;;具有不确定需求的混杂系统的生产与维修控制[J];自动化学报;2007年12期
7 郭静;颜钢锋;刘妹琴;;基于抽象时间空间模型的混杂系统综述[J];浙江大学学报(工学版);2009年02期
8 高岩;陈征;;混杂系统的演化和生存[J];上海理工大学学报;2011年06期
9 杨莹;;一类不确定广义随机混杂系统的非脆弱控制器设计[J];惠州学院学报(自然科学版);2012年03期
10 高琛;白雪;赵不贿;;一类随机混杂系统的稳定性分析[J];计算机工程与应用;2013年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王强;袁德成;;混杂系统研究综述[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
2 吴锋;郑应平;毛绪瑾;;混杂系统控制理论及应用研究的一种框架[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
3 贾利民;;关于模糊混杂系统[A];中国系统工程学会模糊数学与模糊系统委员会第十一届年会论文选集[C];2002年
4 张明;谢红卫;周宗潭;孙志强;;可靠性工程需求驱动下的一类混杂系统[A];第二十二届中国控制会议论文集(下)[C];2003年
5 姚晨;俞靓;;无限维混杂系统及其稳定性[A];2005全国自动化新技术学术交流会论文集(三)[C];2005年
6 郭宏民;屈百达;;一类受限混杂系统的建模与控制[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
7 田玉平;;混杂系统中的混沌控制:脉冲时延反馈控制方法[A];第二十三届中国控制会议论文集(下册)[C];2004年
8 卢建宁;赵光宙;;一类不确定非线性混杂系统稳定性分析[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
9 王泽宁;费树岷;冯纯伯;;一类混杂系统的鲁棒控制[A];第十九届中国控制会议论文集(一)[C];2000年
10 孙振东;郑大钟;;一类混杂系统的能控性[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 翟海峰;混杂系统分析与控制设计研究[D];浙江大学;2001年
2 杨莹;几类随机混杂系统的稳定性分析及其控制[D];西安电子科技大学;2009年
3 李成江;基于符号模式的混杂系统鲁棒综合研究[D];山东科技大学;2008年
4 尹增山;混杂系统优化控制理论研究[D];浙江大学;2001年
5 仝庆贻;混杂系统稳定性及其在电力系统中的应用研究[D];浙江大学;2004年
6 张悦;混杂系统建模与控制方法研究[D];华北电力大学(河北);2008年
7 叶倩;具有量化信号的混杂系统分析与综合[D];江南大学;2012年
8 张霓;参数不确定线性混杂系统的鲁棒控制及应用[D];浙江大学;2002年
9 叶阳东;智能混杂系统建模、分析理论及应用的研究[D];铁道部科学研究院;2002年
10 张聚;混杂系统理论及在非线性系统中的应用研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈江红;基于混合Petri网的混杂系统建模及工业应用研究[D];北京化工大学;2004年
2 白雪;混杂系统的模型转换与可达性分析[D];北京化工大学;2008年
3 王中科;混杂系统渐近行为及工程应用的分析[D];大连交通大学;2010年
4 李宗海;混杂系统模型转换及稳定性分析[D];大连交通大学;2010年
5 陈维松;混杂动力系统的若干稳定性分析[D];济南大学;2011年
6 林琳;基于Petri网的工业混杂系统监控与诊断[D];北京化工大学;2004年
7 刘尧;分段非线性混杂系统的建模与控制研究[D];南京理工大学;2012年
8 计琴;基于梯度的混杂系统优化控制数值求解及应用[D];浙江大学;2013年
9 张鹏;基于混合逻辑动态的混杂系统建模及其模型预测控制[D];吉林大学;2007年
10 郭宏民;一类受限混杂系统的预测控制研究[D];江南大学;2008年
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