课题基金 / 基金详情

非确定性系统多维相关过程的Bayes最优估计与随机最优控制

批准号:
12072312
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
应祖光
依托单位:
学科分类:
非线性振动及其控制
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
应祖光

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
非确定性系统多维相关过程的Bayes最优估计与随机最优控制是一个首创性的国际多学科共性理论难题,其研究对理论与工程应用都有极为重要的实际意义和科学价值。本项目综合应用非确定性结构系统随机动力学、概率与随机过程、非确定性系统识别、随机最优控制、人工智能数据处理技术等理论,以典型工程结构为背景,深入研究基于观测的非确定性系统随机样本过程的统计分析及相关性、基于观测的非确定性系统多维相关过程的Bayes最优估计、基于Bayes估计的非确定性系统随机最优控制等,揭示非确定性与随机激励对响应统计特征、系统识别与参数估计的影响规律、响应观测与系统识别对随机最优控制的影响规律等,发展基于观测的随机激励非确定性系统多维相关过程的Bayes最优估计与基于估计的非确定性系统随机最优控制的新理论方法,为非确定性系统概率估计或异常诊断与基于估计的非确定性系统随机最优控制的深入发展与切实应用提供新的可靠的理论基础。
英文摘要
The researches on Bayesian optimal estimation and stochastic optimal control of nondeterministic systems with multi-dimension correlation processes are a new and challenging problem in relevant fields and have theoretical and practical significances in structural engineering and probabilistic dynamics theory. In this proposal, the statistics and correlation analysis of random sample processes of nondeterministic systems based on observation, Bayesian optimal estimation of nondeterministic systems with multi-dimension correlation processes based on observation, and stochastic optimal control of nondeterministic systems based on Bayesian optimal estimation are studied in detail for important engineering structures such as bridge beams, by using the stochastic dynamics theory of nondeterministic systems, probability and stochastic processes theory, nondeterministic system identification theory, stochastic optimal control theory of nondeterministic systems, and data processing technology for artificial intelligence. The effects of system nondeterminacy and random excitations on response statistical characteristics, effects of system nondeterminacy and random excitations on system identification and parameter estimation, and effects of response observation and system identification on stochastic optimal control are explored. Then the novel methods on Bayesian optimal estimation of nondeterministic systems with multi-dimension correlation processes under random excitations based on observation and on stochastic optimal control of nondeterministic systems based on Bayesian optimal estimation are developed. The research results proposed will be an important theoretical foundation for the theoretical development and practical application in Bayesian estimation and abnormity detection of nondeterministic systems and stochastic optimal control of nondeterministic systems based on estimation.
本项目按照计划内容经过四年时间的研究,达到预期的研究目标。首先,研究了非确定性系统多维相关过程的统计分析,建立事件与时域统计特征间关联表达,发展二阶矩过程等响应统计特性分析、未知源混合信号的二阶统计分离识别方法及其识别应用。其次,研究了基于观测非确定性系统多维相关过程的Bayes最优估计,发展该非确定性随机动力学系统参数的Bayes最优估计理论与计算方法,基于Bayes推断与随机动力学的线性随机系统参数双最优估计方法;发展随机动力学系统样本过程状态的Bayes最优推断理论方法,及线性随机系统状态最优推断方法;进一步用鞅理论建立基于噪声观测系统的条件概率密度方程及截断二阶矩滤波器与最优估计方程,发展该随机动力学系统的Bayes鞅最优估计理论方法,应用于结构参数估计。然后,研究了基于Bayes估计的非确定性系统的随机最优控制,发展基于最优识别与随机最优控制理论的非确定性随机系统最优控制理论方法,基于最优滤波与随机最优控制理论的噪声观测随机动力学系统Bayes鞅最优控制理论方法,并发展基于最优推断与最优控制理论的随机动力学系统最优反馈控制理论方法,避免求解反向偏微分的动态规划方程,具有更好对于样本过程控制的合理有效性与计算效率,应用于结构随机振动控制。发展基于哈密顿原理的物理信息神经网络方法及由响应直接进行结构异常识别,智能结构系统的主动时空随机最优控制方法等。最后通过半开发专用计算分析处理模块独立运行验证算法的可行适用有效性。总之,本项目对于非确定性系统随机过程的Bayes最优估计与随机最优控制进行了全面而深入的研究,发展了基于观测的非确定性随机动力学系统Bayes最优估计与基于最优估计随机最优控制的有关系列理论分析、最优估计与最优控制新理论方法等,为一般非确定性随机系统Bayes最优估计及异常诊断与基于估计随机最优控制的深入发展与切实应用提供可靠的理论方法基础。在国内外有关学术刊物及会议上发表研究论文19篇,其中SCI收录13篇,EI收录2篇,出版著作1本。
拟周期性功能复合结构的非线性局域振动特性及其主动适应控制
  • 批准号:
    11572279
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    应祖光
  • 依托单位:
采用磁流变粘弹性材料的结构智能化微振动控制
  • 批准号:
    11072215
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    应祖光
  • 依托单位:
国内基金
海外基金