一类CPS中基于模糊理论的系统建模方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61370097
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    76.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0204.计算机系统结构与硬件技术
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The mathematical theory of system model supporting performance analysis of a mixture of discrete and continuous behaviors and its joint dynamics is one of the crucial theory basis in Cyber-Physical Systems (CPS), which are necessary to ascertain and deepen research. This research proposal will use the interaction and mutual feedback control problem between Switched Reluctance Motor (SRM) for electric vehicle and embedded Electronic Control Unit (SRM-ECU) for SRM as the application research issue, and utilize T-S fuzzy system and adaptive fuzzy control theory to produce the system modeling approach of CPS, and then develop the research on the system modeling method based on fuzzy theory in a class of CPS. Firstly, we will propose a novel adaptive fuzzy system for discrete-continous time dynamic hybrid systems and develop its stability analysis, and then solve the compositionality problem that cuts across the heterogeneous cyber and physical aspects of CPS; Secondly, we will constrcut the intelligent control system architecture based on fuzzy theory, and then develop the intelligent control method for the above adaptive fuzzy system, while we also will establish a suitable adaptive hybrid control algorithm with output feedback and model predictive control techniques, therefore, we will solve the self-adaptability problem that can be able to change or be changed itself in order to deal successfully with new complex and dynamic situations; Thirdly, we will study the quantitative estimation of stability regions and algorithmic reachability analysis of adaptive fuzzy systems, which contributes to synthesis of safe initial states as well as switching conditions in order to satify safety system specification in the aforementioned CPS. The present proposal will reveal feedback mechanism of joint dynamics between cyber elements and physical processes along with vehicular real-time network, and then establish the theory foundation in the application domain of CPS. At last, some simulation and physical verification experiments will be given to illustrate the merit and effectivity of the present results, which are based on electric vehicle platform in the laboratory.
支持离散-连续动态性能分析及二者间交互的系统模型数学理论是目前信息-物理融合系统(CPS)的应用研究领域尚需探明与深入研究的关键理论基础之一。本项目以车用开关磁阻电机(SRM)驱动设备与其车载计算控制单元(SRM-ECU)二者间的相互影响与交互为应用对象,将模糊系统和模糊控制引入CPS建模,开展一类CPS中基于模糊理论的系统建模方法研究。提出离散-连续混合的新型自适应模糊系统模型,发展其稳定性理论,解决CPS的异构模型组合问题;构建基于模糊理论的分层智能控制系统结构,发展模糊系统的智能控制方法,建立预测式自适应输出反馈混合控制算法,解决CPS的自适应性问题;研究用于系统安全验证的系统状态稳定区域量化计算和可达性分析与综合的方法。揭示信息组件通过网络控制物理过程的动态融合反馈机制,为CPS的应用领域奠定理论基础。最后,以实验室电动汽车平台为基础展开CPS系统的仿真与物理实验,验证其理论结果。

结项摘要

支持离散-连续动态性能分析及二者间交互的系统模型数学理论是目前信息-物理系统(CPS)的应用研究领域尚需探明与深入研究的关键理论基础之一。本项目以车用信息组件-物理设备通过网络反馈的动态融合为应用对象,基于模糊理论和方法,开展了CPS应用系统建模方法研究。研究了基于CPS的车用开关磁阻电机(SRM)动力学分析与模糊控制方法;提出了离散-连续混合的新型自适应模糊系统模型,探讨了系统的稳定性分析,得到了一些系统与分析结果;构建了基于模糊理论的分层智能控制系统结构,发展了各种CPS应用模糊系统的H∞控制与智能优化方法,建立预测输出反馈的混合控制方法,得到CPS应用结果与控制算法;研究了用于CPS系统功能安全验证的系统状态稳定区域量化计算和可达性分析与综合的方法。同时,在实验室的电动汽车平台上展开了CPS系统的仿真与物理实验,验证了其理论结果。项目执行期间,发表了学术论文20多篇,其中SCI收录12篇,EI/ISTP收录8篇,中科院分区二区以上论文7篇,CCF-A类论文3篇。申请国家发明专利6项,其中1项已获授权。国内外学术会议交流8余次。培养硕士研究生14名(已毕业10名),独立指导博士生1名,联合指导博士生2名。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(4)
专利数量(6)
Scheduling Algorithms of Flat Semi-Dormant Multicontrollers for a Cyber-Physical System
信息物理系统的扁平半休眠多控制器调度算法
  • DOI:
    10.1109/tii.2017.2690939
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Ieee Transactions ON Industrial Informatics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Gong Hongfang;Li Renfa;An Jiyao;Chen Weiwei;Li Keqin
  • 通讯作者:
    Li Keqin
MSGD: A novel matrix factorization approach for large-scale collaborative filtering recommender systems on GPUs
MSGD:一种新颖的矩阵分解方法,适用于 GPU 上的大规模协同过滤推荐系统
  • DOI:
    10.1109/tpds.2017.2718515
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Li Hao;Li Kenli;An Jiyao;Li Keqin
  • 通讯作者:
    Li Keqin
On delay-fractional-dependent stability criteria for Takagi-Sugeno fuzzy systems with interval delay
区间时滞Takagi-Sugeno模糊系统时滞分数相关稳定性判据
  • DOI:
    dx.10.1155/2014/370382
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Mathematical Problems in Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏显忠;李仁发;安吉尧
  • 通讯作者:
    安吉尧
Resource Consumption Cost Minimization of Reliable Parallel Applications on Heterogeneous Embedded Systems
异构嵌入式系统可靠并行应用的资源消耗成本最小化
  • DOI:
    10.1109/tii.2016.2641473
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Ieee Transactions ON Industrial Informatics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xie Guoqi;Chen Yuekun;Liu Yan;Wei Yehua;Li Renfa;Li Keqin
  • 通讯作者:
    Li Keqin
Robust Nonfragile H-infinity Filtering for Uncertain T-S Fuzzy Systems with Interval Delay: A New Delay Partitioning Approach
具有间隔延迟的不确定 T-S 模糊系统的鲁棒非脆弱 H 无穷大滤波:一种新的延迟划分方法
  • DOI:
    10.1155/2014/523462
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Abstract and Applied Analysis
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xia Xianzhong;Li Renfa;An Jiyao
  • 通讯作者:
    An Jiyao

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其他文献

Intersection vehicle intelligent cooperative passage method
路口车辆智能协同通行方法
  • DOI:
    10.1145/3242102.3242125
  • 发表时间:
    2015-10-30
  • 期刊:
    Proceedings of the 21st ACM International Conference on Modeling, Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    安吉尧;黄仲;周兴;曹张保;李涛
  • 通讯作者:
    李涛
深度学习认知计算综述
  • DOI:
    10.16383/j.aas.2017.c160690
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    自动化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈伟宏;安吉尧;李仁发;李万里
  • 通讯作者:
    李万里
基于虚拟仿真的机器人专业综合设计实验方案探索
  • DOI:
    10.1002/hyp.11438
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    计算机教育
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李哲;袁小芳;王耀南;李智勇;安吉尧
  • 通讯作者:
    安吉尧

其他文献

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安吉尧的其他基金

面向智能交通认知的CPS计算架构与可解释深度学习模型研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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