基于切换理论的周期分段线性正系统分析与滤波研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61803150
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Due to their practical applications and theoretical importance, periodic piecewise linear systems have received much attention recently. Most existing results focus on periodic piecewise linear systems with fixed periodic switching laws. The stability and filtering problems of periodic piecewise linear systems with time-varying periodic switching laws are very difficult due to the time-varying switching signals and nonnegative property of subsystems. To solve these problems, this project will use convex cone invariant subspace theory to derive necessary conditions for the nonexistence of time-varying periodic switching laws that guarantee the stability of the considered systems. When this kind of periodic switching laws exists, time-varying periodic switching laws are designed so that one can derive sufficient conditions for the exponential stability of the considered systems; when the disturbance term exists, this project aims to consider the stability and robustness of periodic piecewise linear systems by using the discretized Lyapunov function approach, and time-varying periodic switching laws are designed so that one can obtain sufficient conditions for the stability and robustness of periodic piecewise linear systems composed of all unstable subsystems and periodic piecewise linear systems composed of some unstable subsystems. In addition, the project also aims to consider the robust filtering problem of periodic piecewise linear systems by using the discretized Lyapunov function approach and matrix theory, and propose methods to design the robust reduced-order positive filters. The outcomes of robust filtering will not only reduce filter execution difficulty, but also improve the flexibility of filtering design. The project will provide new technical and theoretical supports for the stability and filtering of actual periodic piecewise linear positive systems such as TCP-like congestion control systems, and mitigating viral escape control systems.
周期分段线性正系统由于其广泛的应用前景和极高的理论价值成为控制界研究的热点。然而,已有成果主要集中在已知周期切换规则的周期分段线性正系统的稳定性分析及鲁棒滤波问题,未知周期切换规则的系统稳定性分析及鲁棒滤波问题尚未解决,未知周期切换规则及子系统非负特征亦增加了此类问题的难度。为了解决这些问题,本项目拟利用凸锥不变子空间理论推导研究对象不存在确保系统稳定的周期切换规则的必要条件;设计周期切换规则,给出研究对象指数稳定的充分条件;当系统存在扰动时,本项目拟利用离散李雅普诺夫函数方法,设计时变周期切换规则,推导由部分及全部不稳定子系统组成的周期分段线性正系统指数稳定性及鲁棒性条件;并利用上述方法及矩阵理论考虑系统的鲁棒降阶滤波问题,提供执行难度较小的鲁棒降阶正滤波器设计方法,提高滤波器设计的灵活性。项目成果将为传染病控制,网络控制等实际周期分段线性正系统的稳定性分析和滤波提供理论和技术支撑。

结项摘要

周期分段线性正系统由于其广泛的应用前景和极高的理论价值成为控制界研究的热点。已有成果主要集中在周期切换规则已定的周期分段线性正系统的稳定性分析及鲁棒滤波问题,然而,周期切换规则未定的系统稳定性分析及鲁棒滤波问题尚未解决,未定周期切换规则及子系统非负特征亦增加了此类问题的难度。为了改进现有结果的不足,本项目利用凸锥不变子空间理论推导研究对象不存在稳定的周期切换规则的必要条件;设计了周期切换规则,给出研究对象稳定的充分条件;当系统存在扰动时,本项目利用离散李雅普诺夫函数方法,设计周期切换规则,推导由部分或全部不稳定子系统组成的周期分段线性正系统指数稳定性鲁棒性条件,并在此基础上考虑了周期分段系统控制器设计问题,给出了周期分段线性正系统计算复杂度较低的控制器设计方案;最后利用离散李雅普诺夫函数方法及矩阵理论考虑研究对象的鲁棒降阶滤波问题,提供执行难度较小的鲁棒降阶正滤波器设计方法,提高了滤波器设计的灵活性。项目成果将为传染病控制,网络控制等实际周期分段线性正系统的稳定性分析和滤波提供理论和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(0)
细节感知的纹理滤波算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国图象图形学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖懿;朱贤益;何仰提;郑燕
  • 通讯作者:
    郑燕
Full-order and reduced-order l(1) filtering for positive switched delay systems under the improved MADT
改进MADT下正切换延迟系统的全阶和降阶l(1)滤波
  • DOI:
    10.1016/j.nahs.2018.11.006
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Nonlinear Analysis: Hybrid Systems
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zheng Yan;Wang Yaonan
  • 通讯作者:
    Wang Yaonan
2D freehand sketch labeling using CNN and CRF
使用 CNN 和 CRF 进行 2D 手绘草图标记
  • DOI:
    10.1007/s11042-019-08158-z
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Multimedia Tools and Applications
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Zhu Xianyi;Xiao Yi;Zheng Yan
  • 通讯作者:
    Zheng Yan

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其他文献

基于双荧光素酶报告基因系统的人源SREBP1基因启动子的活性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    天津医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨念;李琛;李洪亮;郑燕;汪选斌;赵雅玮
  • 通讯作者:
    赵雅玮
EWMA for run-to-run control with time-varying discount factor in high-mix process
EWMA 用于在高混合过程中使用随时间变化的折扣因子进行批次控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
    Kongzhi Lilun Yu Yingyong/Control Theory and Applications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯明阳;艾兵;郑英;张杰;郑燕
  • 通讯作者:
    郑燕
相变区纳米晶硅薄膜的微观结构及其光学特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    光学精密工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李晓苇;李云;郑燕;高东泽;于威
  • 通讯作者:
    于威
经颅直流电刺激在社会认知神经科学中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国临床心理学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李念慈;甘甜;郑燕;宋丹丹;葛列众
  • 通讯作者:
    葛列众
线虫基因中内含子与外显子的序列匹配在外显子连接处和EJC区域的分布偏好
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Theoretical Biology
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    李宏;赵小庆;郑燕;周德良
  • 通讯作者:
    周德良

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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