线性定常系统

摘要： 针对一般线性多智能体系统中网络拓扑及个体动态这两个层面的可控性对系统整体可控性的关系进行了研究,提出了一种新的描述一般线性多智能体系统的模型.利用PBH(Popov-Belevitch-Hautus)判据,得到并证明了在此模型下多智能体系统可控性在网络拓扑结构与个体动态层面的充要条件.结合具体的例子解释了系统矩阵中出现重复特征值时对定理2充分性的影响,并且提供了一种避免重复特征值出现的方法.特别地,推导出了此模型下系统矩阵为实对称矩阵这一特殊情况时可以判定该系统不可控的两种判定条件,即比较系统矩阵中最大的特征值代数重数与控制矩阵中1元素的个数,满足条件即判定系统不可控.

摘要： 单输入单输出线性定常系统的状态空间按能控性和能观测性进行结构分解,能全面、完整的反映系统的各个子系统特性,理论上揭示状态空间的本质特征.通过规范性分解,不完全能控和不完全能观测的连续时间线性时不变系统可分解为“能控能观测”,“能控不能观测”,“不能控能观测”,“不能控不能观测”四个子空间,但是其分解后子空间的维度受非奇异变换矩阵Pc的影响.提出了一种约束变量的方法,用来选取Pc中列向量的规则,以控制原系统分解后子空间的表现形式.经实例验算,方法简单有效,具有一定的教学和理论意义.%Single-input single-output linear time-invariant systems for structural decomposition of the state space based on the controllability and observability,reflecting the characteristics of the various subsystems comprehensively and completely,revealing the essential characteristics of the state space theoretically.By canonical decomposition,not fully able to control and incomplete can be observed continuous-time linear time-invariant systems decomposed into four subspace:"controllable can be observable","controllable but not observable","observable but not controllable","not observable and not controllable",but dimensional subspace decomposition affected by nonsingular transformation matrix.This paper proposes a method of constrained variables,the rule used to select the column vector of Pc,control subspace manifestations after the decomposition of the original system.After checking instances,this method is simple and effective,have certain teaching and theoretical significance.

摘要： 分析了在路形拓扑结构下复杂网络的可控性问题。把系统的邻接矩阵进行适当分解，找到邻接矩阵的各子矩阵之间在特征值和特征向量上的关系，进而基于PBH（ Popov－Belevitch－Hautus）判据，得到了复杂网络在路形拓扑结构下系统可控的充要条件。特别地，当控制节点为任意的某一个或多个节点时，给出了路图可控的判别方法。此外，文中提出了不可控特征值的概念，并给出了相应特征值的具体表达形式。文中2个主要定理通过算例进行验证，算例结果与定理结论一致。%The controllability of complex networks is analyzed in the paper for path topology.With adjacency matrix of the system being decomposed into submatrices, the relationship between eigenvalues and eigenvectors is revealed for the partitioned submatrices.Furthermore, necessary and sufficient conditions are derived by taking advantage of the PBH( Popov-Belevitch-Hautus) criteria.In particular, a method is proposed to determine path controllability when the controlled nodes are any single or multiple nodes, as well as the concept of uncontrollable eigenvalues is presented.The expressions for uncontrollable eigenvalues are provided as well.Two theorems in this paper is veri-fied by examples and the results of examples are in agreement with the conclusion of the theorems.

摘要： 将Petri网与现代控制理论相结合,应用于连续系统的性能分析如可控性、可观性和稳定性等已日益普遍,但Petri网应用于系统的解耦控制研究很少.提出了广义连续自控网系统的形式化定义,描述了线性定常系统的广义连续自控网系统模型并分析了广义连续自控网系统模型与状态空间描述的等效性.基于状态反馈动态解耦的基本原理,探讨了利用Petri网模型结构实现线性定常系统解耦控制的新方法.该方法采用图的遍历算法,可有效的判断系统的可解耦性以及实现解耦控制律,避免了传统解耦控制方法中计算所需的大量矩阵运算.最后给出了两个具体的应用实例.

摘要： 在现代科学技术的众多领域中,自动控制技术起着越来越重要的作用,随着科技的发展,自动控制理论跨入了一个全新的阶段——现代控制理论,它主要研究具有高性能、高精度的多变量变参数系统的最优控制问题,而研究多变量系统的主要工具是矩阵理论.因此,矩阵理论及其矩阵函数理论在现代控制理论中有着广泛而重要的应用.本文主要介绍了矩阵理论在线性系统定量分析中的应用,重点研究探讨了矩阵理论中矩阵函数、矩阵函数值的求法(包括对角线标准型、若尔当标准型等等)在求解连续时间线性时不变系统零输入响应问题,即求解自治方程上的一个典型的应用.

摘要： 动态系统的反馈控制目的之一是获得期望的状态或输出动态特性.本文研究通过状态反馈特征结构配置使系统状态或输出实现这样的期望特性.首先通过矩阵的实约旦标准型与系统初值的选取获得系统状态不同的模态形式;然后给出状态反馈使系统特征根均为实根与含复根的实特征结构配置的参数化结果;进而在给定初值的情况下,通过调整特征向量矩阵的参数与新的输入获得系统状态或输出的期望特性.数值算例说明了所给的方法可以实现期望的状态或输出性能.

摘要： 本文在介绍了串联校正实验的基础上探讨了实验教学方法,得出结论只有强化理论联系实际,才能提高学生分析问题、解决问题的能力.

摘要： 目的：建立基于概率论的估算药物体内释放/溶出与（或）表观吸收速率的非参数随机性模型（NPSM ），并探讨 NPSM与基于线性时不变系统输入-输出原理的非参数确定性模型（NPDM ）的相互关系。方法：药物分子从给药部位释放/溶出与（或）表观吸收或直接输入血液循环及从血液循环处置的过程为相互独立的随机过程。同一药物的受试制剂（TP）总驻留时间（TTP）与参比制剂（RP）总驻留时间（TRP）之差为随机变量即 TP释放/溶出与（或）表观吸收所需时间（T），将非负、独立且连续型随机变量 T 和TRP定义在同一概率空间，则（T ，TRP）为2维随机向量。设 TTP和 TRP分别服从可直接由 TP和 RP药时数据求得分布函数或概率密度函数的数值解的某一未知概率分布，从而有积分方程即药物体内释放/溶出与（或）表观吸收的速率估算的 NPSM 。结果：NPSM 与 NPDM 可相互转化，结果一致。结论：NPSM 用于药物体内释放/溶出与（或）表观吸收动力学研究有一定理论意义。可从随机性与确定性两方面认识药时曲线下面积。

摘要： 利用线性定常系统的状态反馈特征结构配置参数化结果,给出了故障系统的容错控制器设计的一种完全参数化方法.该方法给出了故障系统的所有容错控制器的参数化表达式.该参数化表达式含有的自由参量为控制系统设计提供了全部自由度,可用来满足控制系统设计的某些性能,如鲁棒性.数值算例及其仿真验证了本文所提容错控制器设计的参数化方法的有效性.

摘要： 状态的可控性是线性系统理论的重要内容,本文通过对线性定常系统可控性矩阵的分析,研究了可控性指数集的定义,并通过数学归纳法给出了可控性指数集的理论推导,证明了可控子空间V可分解为若干个V的子空间的直和.

摘要： 特征模型是航天系统广泛应用的控制模型，其关键思想是用低阶线性慢时变模型来逼近高阶复杂系统，本文说明，在线性定常情形，特征模型的特征参量是一组由高阶线性定常系统的相关信息压缩而成，于是不能简单的作为与状态输入无关的慢时变参数来处理，基于特征建模思想，本文建立了线性定常系统特征模型的特征参量与子空间方法之间的联系，给出了一种该特征模型的特征参量的合成辨识算法。同时，本文证明了特征参量的估计值与真值之间的误差分别渐近收敛到0，最后，对于一个单输入单输出六阶线性定常系统的仿真例子，本文对投影的带遗忘因子最小二乘算法和合成辨识算法进行了比较，验证了合成辨识算法的有效性。

摘要： 本文研究了具线性脉冲反馈的线性定常系统的稳定性问题。分别从系统运动方程和Lyapunov函数入手,给出了系统稳定的若干充分条件。在适当约束下进一步给出了一个充要条件,并将其转化为线性矩阵不等式(LMI)的求解问题。最后提出了一套基于matlab软件的脉冲反馈控制器的设计方法,并用一个例子很好的验证了主要定理的有效性。

摘要： 应用基于Padé逼近的HILT算法导出了一种线性定常系统的时域离散模型.对于p=M+N阶的Padé逼近有理分式可以得到具有p(≥3)阶精度的单步离散模型,从而使该模型具有很高的效率.而且,基于NILT算法的稳定性,即使是很高阶的离散模型也是绝对稳定的.

摘要： 线性定常多输入-多输出系统的状态空间表达式包括状态方程和输出方程。其中的每个方程式都可以用KCL或KVL电路模型表示，这两种模型互为对偶电路。令所有方程式的电路模型共地，得到的整体电路就是状态空间表达式的电路模型。应用PSpice对电路模型进行仿真分析，可得到状态量和输出量的时域波形、状态轨迹和频率特性。这一方法可以应用于电机、自动控制系统等广阔的领域，尤其对于某些状态量不能直接测量的系统有益。

摘要： 本文对一类参数未知的二阶线性定常系统的特征模型参数范围进行了推导，给出了基于此模型的黄金分割鲁棒控制闭环稳定的充分条件，并基于近似的特征模型给出了黄金分割加积分控制的闭环稳定充分条件。最后，给出了仿真验证,取得了很好的控制效果。

摘要： 所谓的用状态反馈进行干扰解耦设计问题的可解性条件是众所周知的,最近用不同的方法有了一些深入的研究.但借助于最大不变子空间概念描述的可解性条件[1]并未对干扰解耦设计问题的解进行完全刻画,本文试图对可解性条件作进一步分析,在一些特殊情况下对可解性条件进行简化,并给出了一种判别算法,同时对一些特殊结构下的干扰解耦设计问题的进行了讨论.

摘要： 所谓的用状态反馈进行干扰解耦设计问题的可解性条件是众所周知的,最近用不同的方法有了一些深入的研究.但借助于最大不变子空间概念描述的可解性条件[1]并未对干扰解耦设计问题的解进行完全刻画,本文试图对可解性条件作进一步分析,在一些特殊情况下对可解性条件进行简化,并给出了一种判别算法,同时对一些特殊结构下的干扰解耦设计问题的进行了讨论.

摘要： 所谓的用状态反馈进行干扰解耦设计问题的可解性条件是众所周知的,最近用不同的方法有了一些深入的研究.但借助于最大不变子空间概念描述的可解性条件[1]并未对干扰解耦设计问题的解进行完全刻画,本文试图对可解性条件作进一步分析,在一些特殊情况下对可解性条件进行简化,并给出了一种判别算法,同时对一些特殊结构下的干扰解耦设计问题的进行了讨论.

摘要： 所谓的用状态反馈进行干扰解耦设计问题的可解性条件是众所周知的,最近用不同的方法有了一些深入的研究.但借助于最大不变子空间概念描述的可解性条件[1]并未对干扰解耦设计问题的解进行完全刻画,本文试图对可解性条件作进一步分析,在一些特殊情况下对可解性条件进行简化,并给出了一种判别算法,同时对一些特殊结构下的干扰解耦设计问题的进行了讨论.

摘要： 本发明公开了一种基于改进Goman模型的非线性非定常气动力建模方法：建立Goman模型；Goman模型描述气流分离点动态特性时，同时引入攻角速率及分离位置指数项的影响，从而形成改进Goman模型；建立模型参数识别框架；基于参数识别框架，辨识静态气动力模型参数；基于参数辨识框架，辨识动态气动力模型参数；基于静态气动力模型参数和动态气动力模型参数，完成气动力模型建模。本发明提出的建模方法所得模型不仅能表达定攻角速率的气动力特性，而且能表达攻角做大幅值简谐运动时的气动力特性，模型计算结果与风洞试验数据有较好的一致性，本发明具有广泛的适用性，可以应用于气动仿真和飞行控制系统设计，具有较好的工程应用前景。

摘要： 本发明提供了一种基于线性定常离散系统的装备体系分析方法和系统，包括：步骤1、建立以线性定常离散系统状态空间方程G表示的装备体系的装备构成/通信关系/运行流程/装备性能一体化模型；步骤2、进行装备体系的运行能力综合分析：包括装备体系的多变能力、反应能力、完成任务能力、抗毁能力，建立计算上述各项能力的评价指标模型，基于状态空间方程G的状态运动表达式，计算各项能力的评价指标值。本发明通过分析装备体系的运行能力，可发现当前体系存在的问题，为后续装备体系优化指出方向，并可支撑装备体系优化结果的检验评估。

摘要： 本发明涉及一种飞行器非线性非定常气动载荷修正系统，属于飞行控制技术领域，解决了现有技术中没有针对飞行器非线性非定常气动载荷的补偿系统，存在无法自动修复飞行器的非线性非定常气动载荷、飞行稳定性和控制精度差等问题。通过输出飞行器在非线性非定常气动载荷下的实际姿态角和实际角速度，利用外反馈回路，对期望姿态角和实际姿态角进行处理，获得参考角速度；利用内反馈回路，对实际角速度和参考角速度进行处理，获得非线性非定常气动载荷的估计值，并输出补偿控制指令，对非线性非定常气动载荷进行修正。实现了针对飞行器对非线性非定常气动载荷的修正，提升飞行器的飞行稳定性和控制精度。

摘要： 本发明提出一种基于小波变换的线性定常分布参数系统变结构控制方法，其特征在于，包括下列步骤：提供二阶线性抛物型定常分布参数系统；对所述分布参数系统进行小波变换及其积分运算矩阵的应用，将其转化为集总参数系统；根据所述集总参数系统变结构控制理论，求得所述集总参数系统的状态和控制律；对所述集总参数系统的状态和控制律进行反变换，求得所述分布参数系统的状态和控制律。本发明提出的基于小波变换的线性定常分布参数系统变结构控制方法，将复杂的分布参数系统变结构控制问题转化为集总参数系统变结构控制问题，解决了分布参数系统变结构控制问题，该方法算法简单、计算量小，控制效果好。

摘要： 本发明公开的一种定常与非定常混合风能资源评估方法及系统，属于新能源发电技术领域。本发明通过将地形复杂度作为评价指标，对风电场场区进行分类，对简单地形风电场采用定常数值模拟方法，对复杂地形采用非定常数值模拟方法，有效提高了风资源评估方法的效率、鲁棒性和精度。采用本发明公开的风资源评估方法，在地形简单的情况下，定常模拟方法能有效提高风资源评估的效率；若地形较为复杂，切换至非定常方法进行风资源评估，能较好地捕捉风电场局部的流动分离，改善数值模拟的收敛效果和数值精度。

摘要： 本发明涉及导弹非线性非定常气动特性LS‑SVM建模方法，该方法将导弹气动力分解为静态气动力与动态运动产生的气动力增量之和，采用LS‑SVM建模方法建立动态气动力增量模型，其中用有限采样点近似描述运动历程，以反映运动历程对气动特性的影响；采用奇异值分解方法求解LS‑SVM的线性方程组，进行模型训练；采用训练‑校验方法确定罚因子和核宽度，以提高LS‑SVM模型的泛化性能。目的在于提供一种基于机器学习的导弹大攻角机动气动力建模方法。

摘要： 本发明提供了一种导弹非线性非定常气动力微分方程模型辨识方法，包括：S1：数据准备：利用风洞试验或CFD计算得到导弹静态气动力和力矩系数、大振幅俯仰振荡气动力和力矩系数时间历程的动态数据表，并经过数据处理后生成气动建模的输入数据文件；S2：将气动力分解为静态气动力、俯仰阻尼和下洗迟滞增量、非定常增量，采用一阶微分方程描述非定常增量，构建气动力微分方程模型；S3：将气动力微分方程模型辨识问题转化为动态系统的参数辨识问题；S4：利用所述气动数据，基于最小二乘准则，采用Gauss‑Newton优化算法辨识获取模型参数的估计值。本发明适用于

摘要： 本发明属于一般控制系统分析与设计等技术领域，公开了一种线性定常系统中采样周期动态选择方法。不同于传统从连续控制设计递推离散控制设计的研究思路，本发明方法直接在离散时间域开展控制设计，避免了现有通过逼近连续控制律来得到离散控制律方法的保守型；在离散控制律设计过程中，通过对于系统状态的尺度变换，引入了可调尺度因子这一附加自由度，不但保证了对于系统中不确定行为的有效压制，而且实现了尺度因子与采样周期的一体化设计，进一步扩大了采样控制设计中采样周期的选择范围，避免了采样设计过程中Zeno现象的发生。

摘要： 本发明属于一般控制系统分析与设计等技术领域，公开了一种线性定常系统中采样周期动态选择方法。不同于传统从连续控制设计递推离散控制设计的研究思路，本发明方法直接在离散时间域开展控制设计，避免了现有通过逼近连续控制律来得到离散控制律方法的保守型；在离散控制律设计过程中，通过对于系统状态的尺度变换，引入了可调尺度因子这一附加自由度，不但保证了对于系统中不确定行为的有效压制，而且实现了尺度因子与采样周期的一体化设计，进一步扩大了采样控制设计中采样周期的选择范围，避免了采样设计过程中Zeno现象的发生。

摘要： 本发明公开了一种由线性定常系统的阶跃响应获得其M序列输入响应的方法，其包括以下步骤：获得该线性定常系统的单位阶跃响应g