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Abstract ：
针对污水处理系统中的溶解氧(dissolved oxygen,DO)质量浓度控制问题,提出一种迁移增量启发式动态规划(transferable incremental heuristic dynamic programming,TI-HDP)算法.针对污水处理过程的特性,该算法通过将控制变量的更新方式改进为增量形式,提升了算法的抗干扰能力,并弱化了与增量式比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)算法之间的结构差异.基于数据驱动的思想,通过利用PID算法所产生的历史数据,成功地将传统控制领域中的专家经验迁移到TI-HDP算法框架中,保证了TI-HDP算法前期控制策略的稳定性.仿真结果表明:与PID算法和传统的启发式动态规划算法相比,所提算法对DO质量浓度具有更高的控制精度.
Keyword ：
HDP) 神经网络 知识迁移 污水处理 启发式动态规划(heuristic dynamic programming 非线性系统 智能控制
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| GB/T 7714 | 王鼎 , 李鑫 . 迁移增量启发式动态规划及污水处理应用 [J]. | 北京工业大学学报 , 2025 , 51 (3) : 277-283 . |
| MLA | 王鼎 等. "迁移增量启发式动态规划及污水处理应用" . | 北京工业大学学报 51 . 3 (2025) : 277-283 . |
| APA | 王鼎 , 李鑫 . 迁移增量启发式动态规划及污水处理应用 . | 北京工业大学学报 , 2025 , 51 (3) , 277-283 . |
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Abstract ：
本发明公开了一种针对存在数据包丢失的网络化非线性系统的基于期望预测模型的预测控制方法。首先，建立网络化非线性系统的期望预测模型来事先补偿数据包丢失可能对系统造成的不确定影响。为了提高计算效率和降低计算复杂度，预先构造了网络化非线性系统局部线性化模型。通过构造包含丢包率的期望状态，计算数据包丢失情况下未来系统的期望预测输出。然后，设计了最优控制问题以获得随机数据包丢失下的最优解。将得到的控制律应用于网络化非线性系统，确保其收敛到设定点。
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| GB/T 7714 | 孙浩源 , 侯双 , 韩红桂 et al. 一种考虑数据包丢失的网络化非线性系统模型预测控制方法 : CN202411318704.3[P]. | 2024-09-20 . |
| MLA | 孙浩源 et al. "一种考虑数据包丢失的网络化非线性系统模型预测控制方法" : CN202411318704.3. | 2024-09-20 . |
| APA | 孙浩源 , 侯双 , 韩红桂 , 刘峥 . 一种考虑数据包丢失的网络化非线性系统模型预测控制方法 : CN202411318704.3. | 2024-09-20 . |
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Abstract ：
为了提高具有未知干扰的复杂非线性系统的控制性能和运行性能，提出了一种基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法(IOCM).该方法设计了一个基于模糊神经网络的模型逼近器来捕捉系统的非线性动力学，并利用干扰观测器来描述系统的未知干扰，以获得更准确的系统预测模型.然后，在多目标模型预测控制的框架下，提出了一种具有协同成本函数和多梯度算法的优化控制结构，以综合求解设定点和控制律.采用城市污水处理过程基准仿真平台(BSM1)验证所提方法的有效性.实验结果表明：暴雨天气条件下平均出水水质(EQ)为6 711 mg/L、平均运行能耗(EC)为3 805 kW·h;对比其他分步实现的优化控制方法，IOCM具有较好的鲁棒性，能够提高非线性系统的优化控制性能.
Keyword ：
干扰观测器 非线性系统 模型逼近器 复杂非线性系统优化控制方法
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| GB/T 7714 | 陈海 , 郭肖旺 , 刘琛 et al. 基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法 [J]. | 东南大学学报(自然科学版) , 2024 , 54 (04) : 1046-1052 . |
| MLA | 陈海 et al. "基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法" . | 东南大学学报(自然科学版) 54 . 04 (2024) : 1046-1052 . |
| APA | 陈海 , 郭肖旺 , 刘琛 , 封成玉 , 陈聪 . 基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法 . | 东南大学学报(自然科学版) , 2024 , 54 (04) , 1046-1052 . |
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Abstract ：
提出了一种基于有效性分析的自组织模糊神经网络(self-organizingfuzzyneural network based on effectiveness analysis, SOEFNN)建模方法。首先，提出了一种针对模糊规则的有效性评价指标，利用样本与规则层输出之间的映射关系进行网络模型的有效性分析，通过累积触发的方式实现相应模糊规则的增加或删减，使网络模型在能够处理复杂非线性问题的同时降低其冗余性，使模型更为紧凑。采用梯度下降算法对网络模型进行训练。然后，对所提出的SOEFNN模型进行非线性系统仿真实验和污水处理过程中的出水生化需氧量预测建模，并与其他自组织模糊神经网络模型进行对比。仿真结果表明，所提出的SOEFNN模型能够很好地实现结构和参数的自适应调整，并且具有较好的逼近能力。
Keyword ：
梯度下降算法 自组织模糊神经网络 有效性分析 网络建模
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| GB/T 7714 | 王雪峰 , 李文静 , 乔俊飞 . 基于有效性分析的自组织模糊神经网络建模方法 [J]. | 控制工程 , 2024 , 31 (03) : 463-469 . |
| MLA | 王雪峰 et al. "基于有效性分析的自组织模糊神经网络建模方法" . | 控制工程 31 . 03 (2024) : 463-469 . |
| APA | 王雪峰 , 李文静 , 乔俊飞 . 基于有效性分析的自组织模糊神经网络建模方法 . | 控制工程 , 2024 , 31 (03) , 463-469 . |
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Abstract ：
在传统振动力学教学中，复振型主要用于振动方程解耦的数学操作，对其物理意义阐述不清楚。本文从简单的旋转框架下两自由度线性系统入手，阐述了模态振动中复振型表征各振子位移与速度组合的比例关系，而非实振型所表征的位移比例关系。本文明确了复振型振动的非同时性及伴随性，引导振动力学的初学者深刻理解复振型的直观物理意义。
Keyword ：
复振型 陀螺效应 两自由度系统 振动
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| GB/T 7714 | 杨晓东 , 商林源 . 复振型的物理意义——以两自由度陀螺系统为例 [J]. | 力学与实践 , 2024 , 46 (02) : 432-434 . |
| MLA | 杨晓东 et al. "复振型的物理意义——以两自由度陀螺系统为例" . | 力学与实践 46 . 02 (2024) : 432-434 . |
| APA | 杨晓东 , 商林源 . 复振型的物理意义——以两自由度陀螺系统为例 . | 力学与实践 , 2024 , 46 (02) , 432-434 . |
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Abstract ：
自适应评判技术已经广泛应用于求解复杂非线性系统的最优控制问题,但利用其求解离散时间非线性随机系统的无限时域最优控制问题还存在一定局限性.本文融合自适应评判技术,建立一种数据驱动的离散随机系统折扣最优调节方法.首先,针对宽松假设下的非线性随机系统,研究带有折扣因子的无限时域最优控制问题.所提的随机系统Q-learn-ing算法能够将初始的容许策略单调不增地优化至最优策略.基于数据驱动思想,随机系统Q-learning算法在不建立模型的情况下直接利用数据进行策略优化.其次,利用执行-评判神经网络方案,实现了随机系统Q-learning算法.最后,通过两个基准系统,验证本文提出的随机系统Q-learning算法的有效性.
Keyword ：
Q-learning 随机最优控制 离散系统 数据驱动 自适应评判设计 神经网络
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| GB/T 7714 | 王鼎 , 王将宇 , 乔俊飞 . 融合自适应评判的随机系统数据驱动策略优化 [J]. | 自动化学报 , 2024 , 50 (5) : 980-990 . |
| MLA | 王鼎 et al. "融合自适应评判的随机系统数据驱动策略优化" . | 自动化学报 50 . 5 (2024) : 980-990 . |
| APA | 王鼎 , 王将宇 , 乔俊飞 . 融合自适应评判的随机系统数据驱动策略优化 . | 自动化学报 , 2024 , 50 (5) , 980-990 . |
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Abstract ：
基于自适应动态规划算法研究了具有未知不匹配互联和非对称输入约束的连续时间非线性系统分散控制问题.首先，根据孤立子系统的局部状态和耦合子系统的参考状态，采用径向基函数神经网络近似未知互连项，从而消除了互联项满足匹配条件且存在上界的常见假设.然后，基于自适应评判框架，将分散最优控制器设计问题转化为一系列子系统非对称约束下局部最优控制器设计问题.利用Lyapunov稳定性定理，证明了不对称输入约束控制器能够迅速地镇定大规模分散系统.其中，引入状态观测器估计大规模非线性互联子系统状态并保证了观测误差满足一致最终有界.另外，利用评判神经网络近似改进后的代价函数，以近似求解Hamilton–Jacobi–Bellman方程，获得满足非对称输入约束的最优分散控制策略.基于评判网络权值更新规则，通过选择合适的Lyapunov函数保证了权值近似误差满足一致最终有界.最后，通过仿真实例验证了该算法的有效性，并通过与未改进代价函数的传统方法对比，体现了该方法的先进性.
Keyword ：
神经网络 非对称输入约束 自适应动态规划 分散控制 未知不匹配互联 状态观测器 最优控制
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| GB/T 7714 | 王鼎 , 范文倩 , 刘奥 . 未知不匹配互联系统的非对称输入约束分散控制器设计 [J]. | 工程科学学报 , 2024 , 46 (12) : 2269-2278 . |
| MLA | 王鼎 et al. "未知不匹配互联系统的非对称输入约束分散控制器设计" . | 工程科学学报 46 . 12 (2024) : 2269-2278 . |
| APA | 王鼎 , 范文倩 , 刘奥 . 未知不匹配互联系统的非对称输入约束分散控制器设计 . | 工程科学学报 , 2024 , 46 (12) , 2269-2278 . |
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Abstract ：
To improve the control performance and operational performance of complex nonlinear systems with unknown disturbances, an optimal control method for complex nonlinear systems based on disturbance observer (IOCM)is proposed. In order to obtain a more accurate system prediction model, a model approximator based on fuzzy neural networks is designed to capture the nonlinear dynamics, and a disturbance observer is used to describe the unknown disturbances. Then, within the framework of multi-objective model predictive control, an optimal control structure with collaborative cost function and multi-gradient algorithm is proposed to comprehensively solve set-points and control laws. The effectiveness of the method is verified using benchmark simulation model 1 (BSM1)of municipal wastewater treatment process. Experimental results show that the average effluent quality (EQ)is 6 711 mg/L, and the average operating energy consumption (EC)is 3 805 kW·h under rainstorm weather conditions. Compared with other step-by-step optimal control methods, IOCM has better robustness and can improve the optimization control performance of nonlinear systems. © 2024 Southeast University. All rights reserved.
Keyword ：
disturbance observer optimal control method for complex nonlinear systems nonlinear system model approximator
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| GB/T 7714 | Hai, C. , Xiaowang, G. , Chen, L. et al. Optimal control method for complex nonlinear systems based on disturbance observer; [基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法] [J]. | Journal of Southeast University (Natural Science Edition) , 2024 , 54 (4) : 1046-1052 . |
| MLA | Hai, C. et al. "Optimal control method for complex nonlinear systems based on disturbance observer; [基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法]" . | Journal of Southeast University (Natural Science Edition) 54 . 4 (2024) : 1046-1052 . |
| APA | Hai, C. , Xiaowang, G. , Chen, L. , Chengyu, F. , Cong, C. . Optimal control method for complex nonlinear systems based on disturbance observer; [基于干扰观测器的复杂非线性系统优化控制方法] . | Journal of Southeast University (Natural Science Edition) , 2024 , 54 (4) , 1046-1052 . |
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Abstract ：
传统共振模式的悬臂梁线性能量收集器不能满足实际需求,实现宽频能量收集是现阶段压电能量收集技术的发展趋势,双稳态非线性系统的方法优势明显。碳纤维-环氧树脂复合材料层合板在非对称的铺设下,通过高温固化后,可以形成具有两个稳态的圆柱形结构,在变形结构方面的应用备受关注。在激励的作用下,系统可以一个稳定状态到另一个稳定状态的动态转换,实现大幅运动,具有较好的压电俘能潜力。本文模型基于双稳态复合材料层合板的结构,考虑铺设一层柔性压电薄膜(PVDF)。应用高阶剪切板壳理论及von Karman非线性应变-位移几何关系,考虑压电材料的压电效应的影响。基于四角点简支的边界条件,利用Hamilton原理建立双稳态压电复合材料层合板的非线性控制方程。本文通过势能曲线,力位移曲线,研究了双稳态压电复合材料层合板的双稳态特性。并运用Runge-Kutta法进行数值仿真,得到了系统位移和电压的分叉图、时间历程图、相图、波形图和Poincare截面。对不同结构参数和外激励进行参数研究,分析影响双稳态复合材料层合板非线性运动状态和输出电压的主要因素,进一步完善理论模型。
Keyword ：
跳变 复合材料 压电 双稳态
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| GB/T 7714 | 郭啸天 , 张伟 . 双稳态压电复合材料层合板的非线性动力学研究 [C] //第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2023） . 2023 . |
| MLA | 郭啸天 et al. "双稳态压电复合材料层合板的非线性动力学研究" 第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2023） . (2023) . |
| APA | 郭啸天 , 张伟 . 双稳态压电复合材料层合板的非线性动力学研究 第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2023） . (2023) . |
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Abstract ：
通过解析和数值方法对可伸缩悬臂复合材料层合板的时变动力学特性进行研究.根据经典层合板理论和Hamilton原理对面内激励和横向载荷共同作用下的可伸缩悬臂复合材料层合板进行线性动力学建模,选取符合可伸缩悬臂板位移边界条件的时变模态函数,利用Galerkin方法对所得的偏微分方程进行离散,得到复合材料层合板的时变常微分线性动力学方程.研究轴向移动速度对可伸缩悬臂板动力学特性的影响,并通过改进的多尺度法得到了一阶时变线性系统的解析解和数值解比较.结果表明,轴向移动速度对可伸缩悬臂板的动力学特性影响很大;相比文献[12],本文采取的改进的多尺度法对一阶线性时变系统更高效.
Keyword ：
解析研究 拓展的多尺度法 可伸缩悬臂板 线性时变系统
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| GB/T 7714 | 高艳红 , 张伟 , 吕书锋 . 轴向可伸缩悬臂复合材料层合板横向振动的解析研究 [J]. | 动力学与控制学报 , 2023 , 21 (1) : 45-50 . |
| MLA | 高艳红 et al. "轴向可伸缩悬臂复合材料层合板横向振动的解析研究" . | 动力学与控制学报 21 . 1 (2023) : 45-50 . |
| APA | 高艳红 , 张伟 , 吕书锋 . 轴向可伸缩悬臂复合材料层合板横向振动的解析研究 . | 动力学与控制学报 , 2023 , 21 (1) , 45-50 . |
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