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时间:2019-05-15
《切换型混杂系统的可达性研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、摘要摘要混杂系统是连续变量系统和离散事件系统并存的复杂系统,已成为计算机科学和控制理论研究的热点,在工业及社会生活的各个领域有着广泛的应用前景。混杂系统的可达性问题,是混杂系统研究中最基础、最具挑战性的问题之一。论文首先回顾了混杂系统的研究背景,介绍了混杂系统的特点、研究意义及发展现状,重点介绍混杂系统的可达集计算方法。在此基础上,提出几个需要深入研究的问题。论文采用混杂自动机模型来讨论混杂系统的可达性,分析了混杂自动机的可达性算法。介绍了常用的系统可达集的计算工具,在此基础上重点讨论可达集近似流管道方法,其中主要研究了椭球体方法在可达集计算的应用。
2、基于椭球体运算的近似定理,论文实现其近似算法。考虑线性系统的近似可达集,推导其可达集算法,并从两个方面提高可达集的近似精度:首先,提出基于绝对误差的椭球体近似算法,改进椭球体集合基本运算的椭球体近似精度,得到高精度的椭球体近似。其次,在可达集的椭球体近似基础上,引入多椭球体近似,并取外部椭球体的交集作外部可达集,内部椭球体的并集作为内部可达集,这样大大提高了可达集的近似精度,进而可有效确定实际可达集的边界。研究系统原点状态可达的控制器设计问题。基于优化指标,得到系统局部的最优控制器,然后在全局的研究区域得到系统的最优控制器。在线性系统与切换混杂系统中
3、,该方法都得到很好的应用。系统可达集的一个重要应用是系统的性质验证。分析系统的过近似可达集与欠近似可达集与目标状态集合的关系,并从后继可达集与前向可达集两个方面对系统的性质进行验证。关键词:切换型混杂系统;可达性分析;可达集;椭球体北京工业大学工学硕士学位论文AbstractHybridSystems,whichisaclassofcomplexdynamicsystemscomposedbycontinuousdynamicssystemanddiscreteeventdynamicssystem,canbefoundinindustryandso
4、ciallife.Hybridsystemshavebecomearesearchfocusincomputerscienceandcontroltheory,andmuchresearchworkneedtobedone.Reachabilityofhybridsystemsisoneofthemostbasicproblems,andithasmuchchallengeinreachsetscomputation.Firstly,thispaperreviewstheresearchbackgroundofhybridsystems,introd
5、ucesthecharacterandcurrentresearchsituationofhybridsystem.Therearemanymethodstocomputetheapproximatereachsetsofsystem,butthereisnocommonmethodisaccepted.Hybridautomatonmodelcanbeusedtodiscussthereachabilityofhybridsystem,andthepaperanalyzesthereachabilityarithmeticbasedonhybrid
6、automatonmodel.Sometoolscancomputeapproximatedreachsetsoflinearsystem,theflowpipesmethodsismainlyused.Makearesearchtotheellipsoidmethod,thereisno’guidelinetomeasuretheapproximateprecision,SOimprovingellipsoidapproximateprecisionisameaningfulwork.Basedonapproximationtheoremofell
7、ipsoidsoperation,thearithmeticcanbeoperatedincomputer.Inordertogetreachsetswithhigherapproximateprecision,thethesisdeducestheapproximatealgorithmwithellipsoidsmethods,anddoessomeoperationstotheapproximateellipsoids.Inordertogetbetterapproximatedellipsoids,thepaperpresentsaflowc
8、hartbasedondirectionvectors.Settheinitialvalueandtheex
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