非线性ODE-PDE串接系统的输入-状态镇定与逆最优控制
批准号:
61773350
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
蔡秀珊
依托单位:
学科分类:
控制理论与技术
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
Nikolaos Bekiaris-Liberis、张浩然、林葱、廖林玲、孟铃鑫、周诚来、王定超、林宇航、黄立
中文摘要
随着科学实践和理论研究的深入,执行器动态由偏微分方程(PDE)描述,受控对象由常微分方程(ODE)描述的串接系统正在成为控制理论与工程研究的热点之一。本项目应用无穷维Backstepping变换和Lyapunov方法,系统深入地研究非线性ODE与交通PDE、 非线性一阶双曲PDE、波PDE串接系统的输入-状态镇定(ISS)与逆最优控制。研究内容包括:ISS与逆最优控制的正则性条件;控制律设计及鲁棒性分析;串接系统的跟踪控制;及利用石油钻井系统等实际模型的控制仿真。研究的目标为:得到ISS与逆最优控制的正则性条件,然后给出控制律设计和鲁棒性分析。进而,得到与这些控制律设计相对应的逆最优泛函,并将结果推广到非线性ODE-PDE串接系统的跟踪设计中,结合实际模型验证所获得成果的正确性和有效性。从而丰富和发展非线性ODE-PDE串接系统设计的控制理论。
英文摘要
With the development of scientific practice and theoretical research, the cascade system of actuator dynamics described by partial differential equation (PDE) and controlled object described by ordinary differential equation (ODE) becomes one of the research hotspots of control theory and control engineering. Based on infinite-dimensional backstepping transformations and Lyapunov method, input-to-state stabilization (ISS) and inverse optimal control for the cascade systems of nonlinear ODE and transport PDE; nonlinear first order hyperbolic PDE; wave PDE are systematically and profoundly investigated in this project. The research contains: the regularity conditions of ISS and inverse optimal control; control laws design and robustness analyses; tracking controls of the cascade systems; control simulations of petroleum drilling system and so on practical models. The research objects are: to get the regularity conditions of ISS and inverse optimal control; to achieve control laws and robustness analyses; to obtain the inverse optimal functionals corresponding to the control laws; to extend the results to the tracking of nonlinear ODE-PDE cascade systems; to verify the correctness and effectiveness of the obtained results by the practical models. The research of this project will enrich and develop control theory of nonlinear ODE-PDE cascade systems.
随着科学实践和理论研究的深入,执行器动态由偏微分方程(PDE)描述,受控对象由常微分方程(ODE)描述的串接系统正在成为控制理论与工程研究的热点之一。本项目应用无穷维Backstepping变换和Lyapunov方法,系统深入地研究非线性ODE与交通PDE、一对互为反向转换交通PDE、波PDE串接系统的输入-状态镇定(ISS)与逆最优控制。取得的主要成果为:得到用于ISS与逆最优控制的正则性条件,控制律设计及闭环系统的稳定性分析。进而,得到与这些控制律设计相对应的逆最优泛函,并将结果推广到非线性ODE-PDE串接系统的跟踪设计中,结合实际模型验证所获得成果的正确性和有效性。本项目的研究成果有助于解决石油钻井系统中钻柱的扭转振动,这对于优化钻井设计,降低钻井成本具有重要理论和实际意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
Bipartite tracking consensus for multi-agent systems with Lipschitz-Type nonlinear dynamics
Lipschitz 型非线性动力学多智能体系统的二分跟踪共识
DOI:
10.1016/j.physa.2019.03.105
发表时间:
2019
期刊:
Physica A: Statistical Mechanics and Its Applications
影响因子:
--
作者:
[Wu Jie, Deng Qun, Han Tao, Yang Qing Sheng, Zhan Heng]
通讯作者:
Zhan Heng
Event-triggered control of nonlinear positive semi-Markovian jump systems with randomly occurring actuator faults
具有随机发生执行器故障的非线性正半马尔可夫跳跃系统的事件触发控制
DOI:
10.1002/oca.269
发表时间:
2021
期刊:
Optim Control Appl Meth
影响因子:
--
作者:
[Zhang Suhuan, Zhang Junfeng, Cai Xiushan, Li Shuo]
通讯作者:
Li Shuo
INVERSE OPTIMAL CONTROL FOR LINEARIZABLE NONLINEAR SYSTEMS WITH INPUT DELAYS
具有输入延迟的可线性化非线性系统的逆最优控制
DOI:
10.14736/kyb-2019-4-0727
发表时间:
2019-11
期刊:
Kybernetika
影响因子:
0.5
作者:
[Cai Xiushan, Wu Jie, Zhan Xisheng, Zhang Xianhe]
通讯作者:
Zhang Xianhe
Inverse optimal design of input-to-state stabilisation for affine nonlinear systems with input delays
具有输入延迟的仿射非线性系统输入状态稳定的逆优化设计
DOI:
10.1080/00207721.2018.1425507
发表时间:
2018-01
期刊:
International Journal of Systems Science
影响因子:
4.3
作者:
[Cai Xiushan, Meng Lingxin, Zhang Wei, Liu Leipo]
通讯作者:
Liu Leipo
Predictor control for non-linear systems actuated via counter-convecting transport PDEs
通过对流传输偏微分方程驱动的非线性系统的预测器控制
DOI:
10.1049/cth2.12019
发表时间:
2021
期刊:
IET Control Theory and Applications
影响因子:
2.6
作者:
[Cai Xiushan, Lin Cong, Zhan Xisheng, Liu Leibo]
通讯作者:
Liu Leibo
共 31 条
输入长时滞非线系统的延时补偿、跟踪和干扰抑制设计
-
批准号:61374077
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:79.0万元
-
批准年份:2013
-
负责人:蔡秀珊
-
依托单位:
非线性控制系统有限时间镇定与跟踪设计研究
-
批准号:61074011
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:33.0万元
-
批准年份:2010
-
负责人:蔡秀珊
-
依托单位:
一类微分包含系统的稳定性和反馈镇定
-
批准号:60774011
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:26.0万元
-
批准年份:2007
-
负责人:蔡秀珊
-
依托单位:
国内基金
海外基金