[01452384]非线性系统的鲁棒自适应控制理论及应用

自动控制理论与技术领域。该项目结合控制理论和工业生产过程中出现的外部干扰、多变量耦合、参数漂移、随机噪声、信号传输延时、网络数据丢失等难以检测和控制的共性问题，研究和探索了高效实用、安全可靠的鲁棒自适应控制理论和技术。该成果的主要研究内容如下：1)非线性鲁棒控制系统的基础特性分析；2)网络传输下的系统建模和可靠控制器设计；3)系统状态信号难以检测情况下的鲁棒自适应控制等共性基础理论问题研究；4)所取得的鲁棒自适应控制理论的实际应用。主要发现点：1)创立了基于状态方程描述的含不确定和多种时滞的非线性系统的鲁棒稳定性基础理论和分析方法：首次提出了多指标集的时滞不确定非线性系统的矩阵理论稳定性分析方法，深刻揭示了系统结构、系统参数、信号延时和外部激励对整体系统鲁棒稳定性的内在作用机制和作用规律，突破了现有单指标集的鲁棒稳定性理论在处理上述相关问题时的局限性和保守性。2)首次提出了多输入多输出非线性控制系统的模糊自适应控制器综合设计的集成方法，实现了自适应控制器参数的在线调节，解决了系统状态不可测、存在未建模动态等不确定因素情况下的鲁棒自适应控制的关键性学术难题，形成了基于模糊观测器的自适应鲁棒控制理论体系。3)构建了非线性奇异系统的正实、无源、绝对稳定等基础理论研究体系，提出了信号弱耦合现象的耦合奇异数学模型描述方法，系统地研究了非线性奇异系统的状态反馈、耗散控制等优化控制问题，根本上解决了状态不可测、状态延迟、系统参数和系统结构不确定等情况的鲁棒自适应控制设计公开难题。4)提出了基于系统动态建模和性能评估器的非线性网络控制理论构架，并在该架构基础上解决了非线性时变网络系统难以建模的关键理论问题。5)建立了逆优化混沌自适应控制器设计方法，解决了传统优化方法所得到的控制器存在高阶、复杂、难以实现等公开难点问题。6)解决了微型燃气轮机的过程建模、启动过程和转速跟踪控制的关键核心问题。该项目发表的学术论文被SCI检索260篇，其中在IEEE汇刊和Automatica上发表相关论文53篇(长文32篇)，在影响因子大于2.0的刊物上共有45篇，已被国内外其他学者引用5860多次，其中SCI他引1183次(单篇论文SCI最高他引85次)，在国内出版专著16部，国外英文专著2部。研究成果也得到了国内外控制界多位著名专家的高度评价，如对于专著“Fuzzy Modelingand Fuzzy Control.Birkhauser，2006”，美国Stevens工学院的国际知名学者HBHe在IEEE Computational Intelligence Magazine上发表书评，用了双栏3页的篇幅高度评价了课题组的研究工作。国际知名智能专家RBelohlavk教授在著名杂志SIAMReview上发表了书评，“在模糊控制领域中，这是一本最优秀的专著之一，控制领域的科研工作者将受益匪浅”。该项目研究成果已在沈阳航天新光集团有限公司、哈尔滨东安集团等企业获得成功应用。