《控制理论与应用》第42卷第4期

虚拟专刊：控制算法应用领域

控制算法应用领域前沿课题，覆盖动态系统优化、网络安全、机电控制‌等领域的应用。

输入受限下的超紧密航天器编队避撞相对位置强化学习控制

【作者】

孟亦真, 黄静, 周绍辉, 周彬, 朱康武

【摘要】

考虑具有外界干扰、避撞约束和固定时间约束的近地轨道超紧密航天器编队的重构控制问题, 本文提出一种多约束条件下的考虑执行机构死区效应的航天器编队鲁棒控制方法. 首先, 建立近地轨道完整的编队航天器相对位置非线性动力学方程和执行机构死区动态响应模型; 其次, 根据状态约束条件设计编队相对位置约束机制, 基于反步法和强化学习评判–动作网络, 提出防避撞约束和固定时间约束的鲁棒控制律, 进一步考虑到执行机构电推力器的死区效应, 基于强化学习的动作网络来近似死区特性, 本文通过最小化评判网络代价函数来解决执行机构死区效应对控制精度带来的影响, 并应用Lyapunov稳定性定理证明其闭环系统的一致有界性; 最后, 在MATLAB/Simulink平台上进行仿真验证,结果表明所提出方法的有效性.

【关键词】

航天器编队; 避撞; 强化学习; 死区效应; 固定时间约束

【引用格式】

孟亦真, 黄静, 周绍辉, 等. 输入受限下的超紧密航天器编队避撞相对位置强化学习控制. 控制理论与应用, 2025, 42(4): 659 – 668

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA220792&flag=1

网络攻击下异构网联系统的分布式自适应动态规划控制

【作者】

张龙杰, 陈勇, 刘越智, 潘成伟

【摘要】

本文考虑了节点注入攻击下异构网联系统的安全状态估计与控制问题, 通过设计一种基于分布式远程状态安全估计器的有限时间自适应动态规划控制策略, 抑制节点注入攻击对分布式系统协同跟踪效果的影响, 实现对异构网联系统的安全控制. 首先, 为了实现对节点注入攻击下异构网联系统状态信息的重塑, 融合最优攻击补偿策略设计, 设计基于无迹卡尔曼滤波的分布式远程状态安全估计器; 然后, 融合远程状态估计器的安全优化目标和协同优化目标, 基于哈密尔顿方程的最优控制理论, 提出分布式安全优化控制策略; 在此基础上, 基于有限时间优化理论, 提出基于策略迭代算法的有限时间评价–执行网络权重更新算法, 实现对最优控制策略和值函数的有限时间趋近; 最后, 利用仿真研究和对比分析验证了所提控制策略的有效性.

【关键词】

最优控制; 网络攻击; 异构网联系统; 分布式控制; 自适应动态规划; 有限时间评价–执行网络算法

【引用格式】

张龙杰, 陈勇, 刘越智, 等. 网络攻击下异构网联系统的分布式自适应动态规划控制. 控制理论与应用, 2025, 42(4): 669 – 678

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA221026&flag=1

玻尔兹曼优化Q-learning的高速铁路越区切换控制算法

【作者】

陈永, 康婕

【摘要】

针对5G-R高速铁路越区切换使用固定切换阈值, 且忽略了同频干扰、乒乓切换等的影响, 导致越区切换成功率低的问题, 提出了一种玻尔兹曼优化Q-learning的越区切换控制算法. 首先, 设计了以列车位置– 动作为索引的Q表, 并综合考虑乒乓切换、误码率等构建Q-learning算法回报函数; 然后, 提出玻尔兹曼搜索策略优化动作选择, 以提高切换算法收敛性能; 最后, 综合考虑基站同频干扰的影响进行Q表更新, 得到切换判决参数, 从而控制切换执行. 仿真结果表明: 改进算法在不同运行速度和不同运行场景下, 较传统算法能有效提高切换成功率, 且满足无线通信服务质量QoS的要求.

【关键词】

越区切换; 5G-R; Q-learning算法; 玻尔兹曼优化策略

【引用格式】

陈永, 康婕. 玻尔兹曼优化Q-learning的高速铁路越区切换控制算法. 控制理论与应用, 2025, 42(4): 688 – 694

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA230825&flag=1

自耦PID控制在磁悬浮系统中的应用

【作者】

刘腾飞, 蒋启龙, 罗雨, 刘彤

【摘要】

针对轨道不平滑以及负载扰动较大可能导致系统失稳的问题, 本文建立了以自耦PID(SC-PID)控制为基础的磁悬浮控制模型, 成功应用于磁悬浮系统中进行实物悬浮, 并验证了SC-PID控制的优越性. SC-PID控制的方法是将非线性磁悬浮系统映射为等价的线性系统, 然后引入速度因子zc把比例–积分–微分环节耦合在一起, 使得SCPID控制各增益间具有相同的物理量纲, 最后用模糊规则对SC-PID控制参数进行整定. 通过Simulink仿真和实验表明: SC-PID控制相对于传统的PID控制、分数阶PID控制(FOPID)具有更好的抗干扰能力, 在负载扰动较大的情况下仍能保持较小的调节误差; 对轨道不平滑的适应性强, 在轨道不平滑的恶劣情况下依然保持快而准确的跟踪性能.

【关键词】

自耦PID; 磁悬浮系统; 速度因子; Simulink

【引用格式】

刘腾飞, 蒋启龙, 罗雨, 等. 自耦PID控制在磁悬浮系统中的应用. 控制理论与应用, 2025, 42(4): 695 – 702

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA220838&flag=1

永磁同步电机自适应非奇异快速终端滑模控制

【作者】

主父冠峰, 王树波

【摘要】

本文针对含LuGre摩擦模型的永磁同步电机系统中参数未知问题, 提出了一种新颖的基于参数估计误差信息的自适应非奇异快速终端滑模控制方法, 以保证参数估计误差和跟踪误差同时收敛. 为了估计系统的未知参数, 通过引入辅助滤波器来提取参数估计误差信息, 然后将参数估计误差信息嵌入到自适应律设计中, 实现对系统未知参数的估计. 为了提高永磁同步电机的跟踪精度, 提出了一种改进的滑模面, 并将设计的自适应律嵌入到滑模面中, 设计了自适应非奇异快速终端滑模控制器, 通过李雅普诺夫稳定性理论保证估计误差和跟踪误差的同时收敛. 最后, 通过对比仿真和实验验证了本文所提控制算法的有效性.

【关键词】

LuGre模型; 永磁同步电机; 自适应参数估计; 滑模控制

【引用格式】

主父冠峰, 王树波. 永磁同步电机自适应非奇异快速终端滑模控制. 控制理论与应用, 2025, 42(4): 855 – 863

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA230200&flag=1

期刊介绍

《控制理论与应用》(Control Theory & Applications)是经国家科学技术部批准, 教育部主管, 由华南理工大学和中国科学院数学与系统科学研究院联合主办的全国性一级学术刊物, 1984年创刊, 月刊, 国内外公开发行. 《控制理论与应用》是中国科学引文数据库首批统计源期刊之一，中文核心期刊，入选中国精品科技期刊顶尖学术论文F5000项目，中国科协自动化学科领域高质量科技期刊目录以及中国科协百篇优秀科技论文遴选计划，2021年入选广东省高质量科技期刊建设项目，2022-2024年连续获得基金委资助（科技活动专项）.

【收录】

目前被美国《工程索引》（Ei Compendex）、SCOUPS、CSCD、美国的《化学文摘》(CA)、英国《科学文摘》(Inspec)、德国《数学文摘》、俄罗斯《文摘杂志》(AJ)、《日本科学技术振兴机构中国文献数据库》等国内外检索系统收录.

【联系我们】

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电话: 020-87111464

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