基于模糊PDE模型的非线性分布参数采样控制系统分析与综合

For distributed parameter systems (DPSs) described by partial differential equations (PDEs), this project studies an approach in analysis and design of nonlinear distributed parameter sampled-data control systems based on fuzzy PDE model. We discuss the fuzzy PDE modeling methods of nonlinear DPS, establish the stability and performance criteria of fuzzy PDE sampled-data control system under different control and measurement forms, and then study the corresponding sampled-data fuzzy control design methods. Meanwhile, the robust analysis and design methods are also proposed for uncertain fuzzy PDE sampled-data control system. The effectiveness and the practical feasibility of the methods are validated with computer simulations. Through the research of this project, some novel and effective methods as well as the theoretical basis will be provided for the analysis and design of nonlinear distributed parameter sampled-data control systems, which are extremely important for the development of distributed parameter sampled-data control theory and sampled-data fuzzy control theory.

针对由偏微分方程 (PDE) 描述的非线性分布参数系统 (DPS)，本项目研究一种基于模糊PDE模型的非线性分布参数采样控制系统分析与设计方法。探讨非线性DPS的模糊PDE建模方法，建立不同控制与测量方式下模糊PDE采样控制系统稳定性及性能判据，并依此研究相应的采样模糊控制设计方法；同时，也提出不确定模糊PDE采样控制系统的鲁棒性分析与设计方法；通过计算机仿真，验证方法的有效性并探讨实际应用的可行性。本项目的研究将为非线性分布参数采样控制系统的分析与设计提供新的、有效的方法和理论依据，促进分布参数采样控制理论和采样模糊控制理论研究的发展。

现代高新技术的迅猛发展派生出许多复杂的非线性分布参数系统(DPS)，其数学模型为偏微分方程(PDE)。为了获得良好的数字控制品质和性能，本项目提出了基于模糊PDE模型的非线性分布参数采样控制系统分析与设计方法。给出了非线性DPS的模糊PDE建模方法，建立了不同控制与测量方式下模糊PDE采样控制系统稳定性及性能分析框架，提出了基于模糊PDE模型的采样模糊控制设计方法。而且，通过计算机仿真，验证了方法的有效性并探讨实际应用的可行性。研究成果发表在IEEE汇刊等国际知名学术期刊上。其中IEEE汇刊上发表8篇(IEEE TFS 发表5篇，IEEE TC发表论文3篇)，在模糊系统与理论方面的国际权威期刊Fuzzy Sets and Systems发表论文2篇，另有2篇发表在International Journal of Robust and Nonlinear Control、Information Sciences自动化及相关领域国际知名SCI源期刊上。此外，还在国内重要学术会议Chinese Control Conference上发表4篇。总计16篇。所发表论文经SCI检索收录11篇，SCI检索待收录1篇，EI收录4篇。项目的实施，不仅为非线性分布参数采样控制系统提出一套新的基于模糊PDE模型的分析与设计理论，同时也会推动分布参数采样控制理论与采样模糊控制理论的发展，具有重要科学意义和实际应用价值。