基于事件触发和多模态切换的非线性脉冲控制系统分析与设计

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61903213
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Event-triggered mechanism has obvious advantages in saving network bandwidth resources, and multi-module switching provides an effective way for modeling and analysis. This project intends to explore nonlinear impulsive control systems via proposing an impulsive control method that integrates the advantages of event-triggering mechanism and multi-module switching, making up the deficiency of existing control methods in not considering robustness, communication/control frequency, computational complexity and design freedom. The coupling of continuous danamic and discrete dynamic, the indeterminacy of impulse time and the state discontinuity in event-triggered switching impulsive control systems bring great challenges to analysis and design. The research contents of the project include: 1) designing some adaptive quasi-periodic event-triggered conditions and event-triggered impulsive controllers, and establishing some stability criteria via Lyapunov function and other techniques; 2) designing event-triggered multi-module switching impulsive controllers, establishing some stability criteria via comparison principle and the analysis method of switched systems, and analyzing the influence of event-triggered impulsive controllers' parameters on the convergence rate; 3) establishing some robust stability criteria about time delay, packet loss and external disturbance, estimating the permissible range of each parameter when the system is stable, and finding the ways to improve system performance. The proposed method in this project is intended to provide an effective way for analysis and design of impulsive systems and a reference for relevant engineering practice.
事件触发机制在节约网络带宽资源方面具有明显的优势,而多模态切换提供了一种有效的建模和分析手段。项目拟探索非线性脉冲控制系统,提出一种综合事件触发和多模态切换优点的脉冲控制方法,弥补现有控制方法无法兼顾鲁棒性、通信/控制频率、计算复杂度和设计自由度的不足。事件触发切换脉冲控制系统中连续动态和离散动态的耦合、脉冲时刻不固定性以及状态不连续性给系统的分析与设计带来很大挑战。项目研究内容包括:1)设计自适应拟周期事件触发条件和事件触发脉冲控制器,利用Lyapunov函数等技术建立系统稳定性判据;2)设计事件触发多模态切换脉冲控制器,利用比较原理和切换系统分析方法建立系统稳定性判据,分析控制器参数对收敛速率的影响;3)建立时滞、丢包和扰动相关的鲁棒稳定性判据,估计系统稳定时各参数的容许范围,研究改善系统性能的措施。项目提出的方法拟为脉冲系统的分析与设计提供有效的思路,并为相关工程实践提供方法借鉴。

结项摘要

鉴于传统时间驱动控制方法无法兼顾鲁棒性、通信/控制频率和计算复杂度,项目提出了一种综合事件触发和切换机制优点的脉冲控制方法。系统中连续动态和离散动态的耦合、事件触发机制的引入给系统的分析与控制带来很大挑战。项目设计了自适应事件触发条件和事件触发脉冲控制器,利用Lyapunov函数等技术建立系统稳定性判据;设计了事件触发切换脉冲控制器,利用比较原理和切换分析方法建立系统稳定性判据,分析控制器参数对收敛速率的影响;当控制信号受到网络攻击时,建立了相应的脉冲控制器,分析了网络攻击对系统性能的影响。所提方法有利于兼顾系统性能和控制代价,可为脉冲系统的分析与控制问题提供有效的借鉴。

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(1)
专利数量(0)
Fuzzy adaptive command filtered backstepping fault-tolerant control for a class of nonlinear systems with actuator fault
一类执行器故障非线性系统的模糊自适应指令滤波反步容错控制
  • DOI:
    10.1016/j.jfranklin.2021.06.018
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of the Franklin Institute
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ning Sheng;Zidong Ai;Jian Tang
  • 通讯作者:
    Jian Tang
Stabilization and second-order optimization for multimodule impulsive switched linear systems
多模块脉冲切换线性系统的稳定性和二阶优化
  • DOI:
    10.1002/rnc.4842
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Robust and Nonlinear Control
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zidong Ai;Lianghong Peng
  • 通讯作者:
    Lianghong Peng
Impulsive Control for Nonlinear Systems Under DoS Attacks: A Dynamic Event-Triggered Method
DoS 攻击下非线性系统的脉冲控制:动态事件触发方法
  • DOI:
    10.1109/tcsii.2022.3170592
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Circuits and Systems-II: Express Briefs
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zidong Ai;Lianghong Peng;Guangdeng Zong;Kaibo Shi
  • 通讯作者:
    Kaibo Shi

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其他文献

时滞随机切换脉冲混杂系统的随机积分输入状态稳定性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    系统科学与数学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    艾自东;宗广灯
  • 通讯作者:
    宗广灯

其他文献

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相似国自然基金

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相似海外基金

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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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