具有边界和内部扰动的偏微分方程网络系统自适应输出反馈同步控制器

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    12026211
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0601.控制中的数学方法
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2020
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2021-01-01 至2021-12-31

项目摘要

This work considers synchronizing controller design for a class of networked distributed parameter systems with structured time-varying perturbations and general disturbances. These systems are assumed to have unknown structured time-varying perturbations and unknown disturbances which are not constants any more. The task of the controllers is multiple. One is to asymptotically compensate both structured perturbation and disturbance effects. Additionally, to follow a virtual leader by ensuring the asymptotic convergence of each of the networked states to the virtual leader’s state. Finally, to synchronize in the sense of the convergence of the pairwise state errors. An observer-based feed-back controller is proposed to address all the tasks mentioned above and provides many new elements for control of networked spatially distributed systems. Infinite-dimensional observers are built to estimate the total disturbance which is made of structured time-varying perturbations and unknown disturbances include a consensus term in their adaptive laws which provide the first coupling of the networked systems and aims at providing a weak version of persistence of excitation. The consensus protocol included in the synchronization component of the controller addresses the communication burden by transmitting output signals to its communicating systems instead of entire states and further, adapts the synchronization weights in proportion to the pairwise state disagreement. An abstract theoretical framework is established which handles a wide class of infinite dimensional systems including PDEs with the observer systems, and the well-posedness and stability analysis is given in the approximate state spaces. By using Lyapunov stability arguments for infinite dimensional systems, the convergence of the networked states to the virtual leader’s state is established. The well-posedness of the networked closed-loop system is shown by using established results on a semigroup approach.
本项目考虑一类具有边界和内部结构扰动的网络化波动系统输出反馈同步控制。假设这些系统具有相同的未知时变的结构扰动和未知时变干扰。控制器的目标有三个:第一,对结构扰动和干扰效应进行自适应补偿。 第二,通过确保每个网络状态渐近跟踪虚拟主系统的状态。第三,使得网络两两系统之间的状态误差在同步的意义上收敛到0。本项目拟采用自抗抗控制方法设计同步控制器。首先根据输入、输出设计扰动估计器,然后利用扰动的估计值设计控制器来抵消总扰动,然后根据系统信息交换方式设计同步控制自适应律。利用算子半群理论证明闭环系统的适定性和稳定性。我们考虑的系统在边界处的扰动是时变的信号,外部扰动也是时变的信号,更具有一般性和广泛性;所用的估计结构扰动和外部扰动的方法是构造观测器,而且我们构造的是无穷维的观测器,可以避免高增益。

结项摘要

多智能体系统一致性控制是目前控制领域的一个研究热点,涌现出了大量出色成果。但目前大多数工作主要集中在常微分方程描述的多智能体系统,由偏微分方程描述的多智能体系统并没有引起重视。由于物理世界的许多现象是由偏微分方程描述的,如雷达、噪音的控制是由波动方程所描述的系统的控制,工业中温度控制是热传导方程描述的系统的控制。因此,分布参数多智能体系统不仅是多智能体系统研究体系的完善,同时更深刻的揭示了智能体动态行为与时间和空间相关的内在属性。所以,分布参数多智能体的一致性控制研究具有强烈的实际背景,如不确定性时变扰动下影响下的工业加热炉的温度一致性控制问题是分布参数多智能体系统中的一个重要问题。我们基于自抗扰控制技术(ADRC),设计了具有补偿时变扰动功能的同步控制器,克服了非线性时变扰动对系统造成的不确定性影响,提高了系统的鲁棒性。仅利用每一个智能体的边界输出信息,建立了原系统的无穷维扩张状态观测系统,得到了扰动的实时估计值。利用多智能体一致性控制器设计同步与反馈补偿控制器,实现了各个子系统之间的状态同步。 此外,基于边界脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)的控制技术,我们设计了基于边界输出采样信息的分段连续控制器,解决了边界脉冲宽度调制控制下的分布参数多智能体系统状态一致性问题。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(3)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

动态采样输出调节:切换自适应方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    系统科学与数学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄亚欣;刘允刚;张纪峰
  • 通讯作者:
    张纪峰
集值系统的辨识与适应控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    系统科学与数学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵延龙;张纪峰;郭金
  • 通讯作者:
    郭金
基于马尔科夫拓扑切换和随机通信干扰的连续时间多自主体系统的趋同控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    系统科学与数学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张强;张纪峰
  • 通讯作者:
    张纪峰
一种针对代谢网络多平衡态性质的强连通分解方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    系统科学与数学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毕文健;郭金;赵延龙;张纪峰
  • 通讯作者:
    张纪峰

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

张纪峰的其他基金

非均匀异步采样网络化控制系统鲁棒控制研究
  • 批准号:
    12226305
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
量化系统的分布式辨识与适应控制
  • 批准号:
    61877057
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    52.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
第32届中国控制会议
  • 批准号:
    11326030
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    5.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
代谢网络的模块化建模与控制理论
  • 批准号:
    11171333
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    42.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于远程通信和传感器网络的多自主体系统的协调控制
  • 批准号:
    60934006
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    210.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
集值输出系统的辨识与适应控制
  • 批准号:
    60674038
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
不确定混杂非线性系统的适应控制
  • 批准号:
    60274021
  • 批准年份:
    2002
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
带干扰系统的适应控制
  • 批准号:
    69304002
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    5.4 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码