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项目年度编号
2300190651
中图分类号
TN713
成果公布年份
2023
关键词
滤波器 设计方法 离散时间非线性时滞系统
成果简介
该项目属于工业领域，是信息技术与应用数学交叉学科，涉及人工智能、控制理论与控制应用、计算机科学与应用数学等学科，注重控制理论研究与控制工程在实际领域中的应用相结合，在国家自然科学基金、省级科技项目、市级科技项目、延安大学科技项目及企事业单位委托项目的支持下，通过系统仿真、实验平台试验、理论分析、数值模拟和产品测试相结合的方法，深入研究智能控制技术在工业领域的应用和推广，以需求带动科学研究。基于Lyapunov方法和驱动控制机制，研究离散时间区间二型模糊奇异时滞系统的可达集分析与耗散滤波控制问题，系统开展了区间二型模糊系统的分析与控制方法，奇异系统的分析与控制方法，时滞系统的分析与控制方法，可达集分析与估计方法、耗散性滤波分析与控制、离散事件驱动控制和模糊滑模控制等方面的研究。针对离散时间T-S模糊系统、区间二型模糊系统、奇异系统、双线性系统、时滞系统、随机系统、反馈控制、离散事件驱动控制、滤波器设计等研究方向开展了一系列有意义的研究工作，得到的相关研究成果在智能电路巡检机器人研究与生产、工业互联网大数据分析项目中得以应用，提升了智能机器人的抗干扰能力，扩大了适用场景；为工业多源异构数据采集、海量碎片化数据集成管理、供应链协同知识智能辅助等方面提供了技术支撑，实现了智能制造供应链与新一代信息技术深度融合，催生了智慧供应链新模式，开发数字化工厂集成应用系列产品，取得了显著的经济、社会效益。主要科技创新如下：
1.摸透了复杂非线性系统的特性，探明了模糊模型与复杂非线性系统之间的关系与响应。发现了建模是限制复杂非线性系统有效控制的主要原因；辨识了非线性系统的主要特性，即影响系统性能和系统建模需要考虑的主要因素；揭示了非线性系统的内部结构及运动变化规律；明晰了合适的模型构建是研究复杂非线性系统的主要驱动因素，建立了以模糊模型为线性化复杂非线性系统的主要控制方法；明确了模糊控制理论和控制方法的发展方向。探明了模糊模型与复杂非线性系统之间的关系与响应。揭示了模糊模型对复杂非线性系统有效控制的影响效应；明确了模糊模型的结构和复杂非线性系统之间的关联；
2.提出了复杂非线性时滞系统的离散时间T-S模糊双线性系统、离散时间区间二型模糊奇异系统、离散时间区间二型模糊双线性奇异系统等模型。针对复杂非线性系统含有不确定参数、外部干扰、时滞、状态和输入耦合等特性，提出了区间二型模糊模型对非线性系统进行建模；根据双线性系统本身为非线性系统，更符合非线性系统的本质，在此基础上进一步提出了区间二型模糊双线性模型对复杂非线性系统进行建模。验证了以上两种模型都能更精确的逼近复杂非线性系统。阐明了不同模糊模型之间的联系与区别；构建了模糊双线性系统、区间二型模糊奇异系统模型。
3.创新了复杂非线性时滞系统的分析与控制技术，提出了离散时间非线性时滞系统的可达集估计与耗散滤波控制理论与控制技术。最先得到了离散时间奇异时滞系统、离散时间T-S模糊时滞奇异系统、离散时间T-S模糊双线性时滞系统在零初始条件下和非零初始条件下的可达集界定条件；实现了离散时间奇异系统广义耗散性问题研究；创新了离散时间区间二型模糊奇异时滞系统的事件驱动控制和耗散滤波器设计方法；研究成果拓展了模糊控制模型的应用范围，完善了模糊控制理论体系，为模糊控制理论与技术的进一步发展与创新奠定了理论基础。
研究成果在学术界产生一定影响，曾多次应邀在亚洲控制会议、中国控制会议、中国控制与决策会议做分组会议报告。另外，先后应Peng Shi教授(澳大利亚阿德莱大学教授、IEEE Fellow),Juan Shi博士（澳大利亚墨尔本维多利亚大学副教授、IEEE会员），Alexander Krylatov教授(俄罗斯圣彼得堡国立大学教授）的邀请去国外进行学术访问与交流。
项目针对智能机器人的抗干扰能力差，适应场景受限制等突出问题，历经15年研究，系统地从非线性系统建模，容许性分析，滤波器设计，耗散性控制等研究课题出发,得到基于事件驱动控制研究无人机系统的耗散滤波理论技术；同时以自动化模糊控制技术、模糊不确定多属性决策方法提高工业互联网大数据的分析与管理能力。项目授权专利3项（其中发明专利1项）；申请中发明专利1项；在国内外知名期刊发表论文62篇，他引次120多次，其中SCI、EI论文35篇，CSCD论文27篇，出版学术专著2部；培养博士/硕士20多名；培训自动化技术人才50多人，显著提升了科研人员，控制工程技术人员的科技水平。相关技术在西安唐天工程技术有限公司、扬州制汇互联信息技术有限公司推广应用，近3年新增利润分别为60.7万和510万元，经济、社会效益显著，应用前景广阔。
完成人
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