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期刊信息/Journal information
控制理论与应用
华南理工大学 中国科学院数学与系统科学研究院
控制理论与应用

华南理工大学 中国科学院数学与系统科学研究院

胡跃明

月刊

1000-8152

aukzllyy@scut.edu.cn

020-87111464

510640

广州市五山华南理工大学内

控制理论与应用/Journal Control Theory & ApplicationsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是经教育部批准，由华南理工大学和中国科学院系统科学研究所联合主办的全国性一级学术刊物。1984年创刊，1999年开始改为A4开本。国内外公开发行。《控制理论与应用》主要报道系统控制科学中具有新观念、新思想的理论研究成果及其在各个领域中，特别是高科技领域中的应用研究成果，内容包括：1.集中参数控制系统；2.线性与非线性控制系统；3.分布参数控制系统；4.随机控制系统；5.离散事件系统；6.大系统理论；7.混合系统；8.系统辨识与建模；9.自适应控制；10.鲁棒控制；11.智能控制；12.优化与控制算法；13.先进控制理论在实际系统中的应用；14.系统控制科学中的其它重要问题。
正式出版
收录年代

    随机干扰下拓扑时变Kuramoto网络事件触发固定时间同步

    孙佳贾玉斌武永宝董璐...
    1-10页
    查看更多>>摘要：本文针对一类网络拓扑时变且耦合通道存在随机干扰的Kuramoto型振子网络的同步问题，设计了事件触发机制下的固定时间控制算法。针对耦合网络的拓扑在切换中保持连通的假设，给出了一种具有多层结构的事件触发分布式控制策略，并能够抵消随机干扰对同步性能带来的负面影响。利用随机Lyapunov稳定理论和固定时间稳定性理论给出了达到实际固定时间相位同步的控制参数条件和同步调节时间的上界。另外，证明了所使用的事件触发机制在引入双曲正切函数之后不会产生Zeno现象，并给出了触发间隔的下界。同时，在推论中给出了本文提出的控制方法也可以应对振子耦合拓扑图不连通情况的结论。最后，通过两组具有不同噪声强度的仿真实验验证了理论分析结果。

    Kuramoto模型网络控制系统随机干扰固定时间同步事件触发控制切换网络

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    动态事件触发机制下二阶多智能体系统完全分布式控制

    邓甲王付永刘忠信陈增强...
    11-20页
    查看更多>>摘要：本文研究了无向通信拓扑下二阶多智能体系统的一致性问题，分别针对有领导者和无领导者的情形，设计了一类基于辅助动态变量的完全分布式事件触发控制策略，该策略具有参数较少且易调等特点。智能体自身的触发函数满足条件时才向邻居广播自身的状态信息，有效避免了连续通信，减少了系统能量耗散。每个智能体的控制协议和触发函数都只用到自身的状态和邻居触发时刻的状态，不涉及邻居的实时状态信息，也不依赖通信拓扑网络的任何全局信息。利用代数图论以及Lyapunov稳定性理论，证明在所提出的控制策略下，二阶多智能体系统能够实现渐近一致性，且不存在Zeno行为。仿真示例进一步验证了理论结果的有效性。

    多智能体系统一致性动态事件触发控制完全分布式控制

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    基于混合整数规划的智能车横纵向一体化滚动优化决策

    戴启坤刘俊郭洪艳陈虹...
    21-29页
    查看更多>>摘要：本文针对智能车辆的行为决策问题，设计了基于混合整数规划的智能车横纵向一体化滚动优化决策方法。该方法首先将纵向车速表示为非整数，将期望车道表示为整数控制量，建立了混合整数智能车决策简化模型;然后，设计了横纵向一体化滚动优化决策方法，决策出纵向车速和换道动作，根据系统输出与非线性约束的时域关系证明了优化问题的递归可行性并通过遗传算法求解非线性混合整数规划优化问题。基于车辆动力学仿真软件veDYNA和Simulink进行了联合仿真，并在红旗E-HS3智能车上开展了实车试验，结果表明，本文提出的基于混合整数规划的智能车横纵向一体化决策方法能够实现超车、避障、跟车、停车和弯道工况下的行为决策。

    决策混合整数规划模型预测控制横纵向一体化决策模型自动驾驶

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    考虑无线充电的无人机路径在线规划

    张涛刘威王锐李凯文...
    30-38页
    查看更多>>摘要：近年来，无人机在物流、通信、军事任务、灾害救援等领域中展现出了巨大的应用潜力，然而无人机的续航能力是制约其使用的重大因素，在无线充电技术不断突破和发展的背景下，本文基于深度强化学习方法，提出了一种考虑无线充电的无人机路径在线优化方法，通过无线充电技术提高无人机的任务能力。首先，对无人机功耗模型和无线充电模型进行了构建，根据无人机的荷电状态约束，设计了一种基于动态上下文向量的深度神经网络模型，通过编码器和解码器的模型架构，实现无人机路径的直接构造，通过深度强化学习方法对模型进行离线训练，从而应用于考虑无线充电的无人机任务路径在线优化。文本通过与传统优化方法和深度强化学习方法进行实验对比，所提方法在CPU算力和GPU算力下分别实现了 4倍以及100倍以上求解速度的提升。

    深度强化学习无人机智能优化无线充电

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    具有输入输出约束的无人直升机预设性能安全跟踪控制

    马浩翔陈谋吴庆宪
    39-48页
    查看更多>>摘要：针对无人直升机姿态与高度系统存在未知外部干扰、输入饱和、姿态与高度约束等问题，本文提出一种具有输入输出约束的预设性能安全跟踪控制方法。首先，针对无人直升机的姿态与高度约束，通过设计一类边界保护算法，构建了新的安全期望跟踪信号。为了保证系统对于安全期望跟踪信号的跟踪性能，将预设性能函数与边界保护算法进行结合，并对跟踪误差进行转换。针对系统的输入饱和现象，使用Sigmoid函数进行逼近;同时，针对饱和函数的逼近误差与未知外部干扰构成的复合干扰，采用参数自适应方法对其上界进行逼近。然后，结合反步控制方法设计了安全跟踪控制器，并通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统所有信号的收敛性，保证了无人直升机的安全跟踪性能。最终，通过数值仿真验证了所提控制方法的有效性。

    无人直升机安全控制预设性能自适应控制输入饱和

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    制冷站双目标权重自适应非线性预测控制

    魏东闫畔冯浩东
    49-58页
    查看更多>>摘要：针对传统制冷站控制系统易产生振荡，且无法实现系统性能整体优化的问题，本文提出一种制冷站非线性预测控制策略，优化目标函数设计为满足建筑冷量需求的同时，尽可能提高系统整体能效。为解决上述两个优化目标之间的矛盾关系，本文采用模糊逻辑设计了优化目标权重自适应模块，实时求取权重因子最优解;针对非线性系统在线优化求解困难问题，本文提出了基于神经网络的非线性滚动优化算法，采用神经网络作为反馈优化控制器，并将系统优化目标函数作为在线寻优性能指标，结合Euler-Lagrange方法和随机梯度下降法对控制器权值和阈值进行在线寻优，算法计算量小，占用存储空间适中，便于采用低成本的现场控制器实现制冷站预测控制。仿真实验结果表明，本文所提出的预测控制策略与PID控制相比，在未加入优化目标函数权重自适应模块情况下，系统平均能效比提高约32。5％;进行优化目标函数权重自适应寻优后，系统平均能效提高约39。43％。

    制冷站非线性系统预测控制神经网络权重自适应模糊逻辑双目标优化

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    混合热工和水力特性的风机盘管系统建模

    赵安军董菲菲于军琪张宇...
    59-71页
    查看更多>>摘要：针对风机盘管系统建模研究中大多数未考虑水力学特性对其的影响，本文提出混合热工和水力特性的风机盘管系统建模方法，以满足实际工程中对于风机盘管系统控制的数学模型需要。在水力学模型中考虑风机盘管电动水阀，基于基尔霍夫定律建立水力平衡方程，通过遗传-粒子群相结合的优化算法(GA-PSO)求解各个盘管的水流量及对应的阀门开度;以水流量为输入，考虑风机盘管风量，采用非线性最小二乘法辨识求解其总传热系数，建立基于牛顿冷却定律的风机盘管热力学模型。实验结果表明:混合热工和水力特性的建模方法能够更好的反应风机盘管的物理过程;GA-PSO算法具有很好的稳定性和收敛性，能够更准确的求解水流量及对应的阀门开度，与实际运行数据的相对误差不超过1％;热力学模型在各种实际工况下的模型误差都低于4％，能够精确反映风机盘管的传热过程。

    风机盘管水力学模型阀门遗传-粒子群算法最小二乘法参数辨识

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    动态内全潜结构投影的空间扩展故障检测方法

    孔祥玉陈雅琳罗家宇安秋生...
    72-82页
    查看更多>>摘要：动态内偏最小二乘(DiPLS)方法是基于数据驱动的潜结构投影的动态扩展算法，用于动态特征提取和关键性能指标预测。在大型装备系统中，传感器采集的当前时刻样本受历史样本的影响且可能包含较大噪声。在动态特征提取中，因DiPLS算法未按降序提取主成分，导致残差空间仍存在较大变异，动态和静态信息难以有效分离，影响故障检测性能。为此，本文提出了一种基于动态内全潜结构投影的故障检测方法(DiTPLS)。首先，使用动态内偏最小二乘方法和向量自回归模型建立动态模型并检测故障，用于捕捉质量相关动态信息;基于结构化动态主成分分析算法建立一种改进的动态潜在变量模型，用于残差分解，提取质量无关的动态信息和静态信息，并构造合适的统计量进行故障检测。数值仿真和田纳西-伊斯曼过程实验验证了 DiTPLS算法的有效性。

    DiPLS算法结构化动态PCA算法动态潜变量数据驱动故障检测

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    带宽化调节下的抗扰PID退饱和控制方法

    聂卓赟聂方明陈一逢詹瑜坤...
    83-89页
    查看更多>>摘要：比例-积分-微分(PID)控制的抗饱和设计是一类经典非线性控制问题，理论研究丰富，但工程中广泛使用的仍是积分退饱和这类简易策略。究其原因，现有理论方法过于依赖系统模型和状态空间理论，稳定性条件与调参机制之间关系复杂。本文基于经典退饱和控制结构，首次阐述了"退饱和带宽"概念及退饱和参数调节机理，在此基础上讨论了两类低阶退饱和补偿器的带宽化设计方法。在抗扰PID反馈控制下，结合小增益定理得到退饱和控制的稳定性条件，给出控制参数与退饱和带宽之间的调节关系，实现退饱和控制的带宽化整定。最后，通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

    退饱和控制退饱和带宽抗扰PID

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    多链接复杂网络指数同步的间歇事件触发控制

    张宏礼齐文博郭英
    90-98页
    查看更多>>摘要：本文研究了基于间歇事件触发控制策略的延迟多链接复杂网络的指数同步问题，设计了一种间歇动态事件触发控制策略。相比于间歇静态事件触发控制策略，本文提出的控制策略是基于控制区间内的动态事件触发，极大地减少了事件触发次。并且，考虑的间歇控制的控制增益是自适应的，这具有动态调整的作用。基于图论和李雅普诺夫方法，本文给出了实现延迟多链接复杂网络指数同步的充分条件。此外，本文设计的控制策略能够排除Zeno现象。并且，将理论结果应用于一类振子系统的指数同步问题。最后，文章给出相应的数值仿真来验证理论结果的有效性和可行性。

    复杂网络指数同步性间歇事件触发控制

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