论文题目: 混合动态系统中几个关键技术的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 控制理论与控制工程
作者: 郅跃茹
导师: 诸静
关键词: 混合动态系统,混合控制,被切换系统,离散事件系统,监控,混合自动机,形式校验,状态事件检测,状态事件定位,模型转换,广义范德蒙行列式
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 当前,混合动态系统(Hybrid Dynamical System)广泛的应用背景和理论支持,使之成为控制和计算机领域的研究热点。在混合动态系统中,信号类型和动态的多样性,需要我们必须处理混合系统的同步问题,检测和定位状态事件是解决同步的必要步骤。论文从探讨混合动态系统的监控框架和混合自动机模型出发,以连续动态和离散动态之间的相互作用时的状态事件为研究核心,解决了其中存在的几个关键问题,主要内容包括: 1、综述了混合动态系统的研究背景和研究现状。分析了混合动态系统研究中呈现出的新特征,其中包括时间的表示问题、同步问题、解的确定性问题等;充分地阐述了混合动态系统目前在建模、校验分析、稳定性分析、控制器设计、校验和仿真环境等方面的研究情况。 2、探讨了混合系统的监控框架和混合自动机模型。讨论了监控框架的应用场合、系统对象的描述、性能和控制目标的标识、接口的设计方法和控制器的合成方法。此外,还讨论了在监控方法中所采用的抽象技术和不确定性问题。论述了混合自动机模型以及它和监控框架之间的关系。 3、提出了分层的状态事件检测方法。基于状态事件发生的概率,通过研究事件条件的动态,提出了合理的步长调整策略。分析和仿真表明,当一个积分步长内有多重状态事件发生时,能够有效地检测到第一个发生的状态事件。 4、提出了逐步逼近状态事件定位方法。根据提出的动态计算步长方法,能够精确地定位状态事件。解决了定位过程中经常出现的“不连续黏连”现象,克服了常用“不连续锁定”定位技术对系统所做的限制。 5、提出了一种快速区间套寻找方法,用于提高混合动态系统状态事件定位时的精度。在设定的误差范围内,对具有非线性事件条件的混合动态系统,能够有效而精确地定位状态事件,并且有效地避免“不连续黏连”现象的发生。 6、基于广义范德蒙矩阵的逆矩阵的计算方法,导出了线性系统的连续时间模型和离散时间模型在含有重极点时的严格的直接换算关系,其结果可以直接表示为二者的分子多项式系数之间的关系,并且,对不同的调制器具有统一的转换形式。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 混合系统的应用与研究背景
1.2.1 混合系统的应用
1.2.2 混合系统的研究背景
1.2.3 混合系统的研究方法
1.3 系统的新特征
1.3.1 交叉学科
1.3.2 对时间信号的表示
1.3.3 跳跃信号的出现
1.3.4 性能的标识
1.3.5 关于解的阐述
1.3.6 同步问题
1.4 关于混合系统的定义
1.5 模型
1.5.1 混合系统模型需要描述的组件
1.5.2 混合系统模型分类
1.5.3 模型特征
1.5.4 混合系统的建模方法
1.6 系统的定性分析
1.6.1 校验
1.6.2 稳定性分析
1.7 混合系统的控制
1.8 校验和仿真工具
1.9 本文的研究工作及创新点
参考文献
第二章 监控框架和混合自动机模型
2.1 引言
2.2结构
2.3 应用场合和控制目标
2.4 模型
2.4.1 对象的表示
2.4.2 监控器的表示
2.4.3 性能的标识
2.5 接口设计
2.6 控制器设计
2.7 抽象技术
2.8 不确定性讨论
2.9 合自动机
2.10 混合自动机与监控框架的联系
2.11 本章小结
参考文献
第三章 分层的事件检测方法
3.1 引言
3.2 系统的描述和问题的提出
3.2.1 系统的描述
3.2.2 状态事件的含义
3.2.3 问题的提出
3.2.4 常见的“尖角”现象
3.3 分层的事件检测方法
3.3.1 检测方法
3.3.2 λ的选取原则
3.3.3 步长的计算
3.3.4 步长的计算步骤
3.3.5 相关的其他问题
3.4 仿真研究及分析
3.5 本章小结
参考文献
第四章 状态事件逼近定位
4.1 引言
4.2 “不连续黏连”现象
4.3 定位状态事件
4.3.1 步长调整原理
4.3.2 步长的计算方法
4.3.3 步长的计算步骤
4.3.4 状态事件的确定
4.3.5 阶和根的选取
4.4 仿真研究及分析
4.5 本章小结
参考文献
第五章 状态事件快速区间套定位
5.1 引言
5.2 合动态系统的模型
5.3 状态事件定位方法
5.3.1 两种RK方法的计算公式及附属公式
5.3.2 积分步长调整策略
5.4 快速区间套的定位方法
5.5 算法的误差设定原则
5.6 对算法的有关分析
5.7 仿真
5.8 本章小结
参考文献
第六章 混合动态系统的模型转换
6.1 引言
6.2 准备工作
6.2.1 广义范德蒙矩阵的定义
6.2.2 广义范德蒙矩阵的逆
6.2.3 两个辅助公式
6.3 传递函数与脉冲传递函数的直接换算方法
6.3.1 第一类调制器下的换算公式
6.3.2 计算方法
6.3.3 第二类调制器的换算公式
6.4 计算步骤
6.5 算例
6.6 本章小结
参考文献
第七章 总结和展望
致谢
作者在攻读博士学位期间参加的研究项目和发表录用的论文
发布时间: 2005-07-14
参考文献
- [1].切换混合动态系统的分析与控制器设计[D]. 宗广灯.东南大学2005
- [2].几类混合动态系统的稳定性分析及其控制[D]. 陈国培.西安电子科技大学2008
- [3].复杂网络的稳定与控制研究[D]. 张皓.华中科技大学2007
- [4].混合型复杂动态系统及网络的分析与控制[D]. 姚静.华中科技大学2007
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- [5].混杂系统理论及在非线性系统中的应用研究[D]. 张聚.浙江大学2005
- [6].一类混合动态系统建模与优化调度问题的研究[D]. 周卫东.山东大学2005
- [7].混合动态系统建模、稳定性及最优控制问题研究[D]. 郭磊.山东大学2006
- [8].切换混合动态系统的分析与控制器设计[D]. 宗广灯.东南大学2005
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