卷首语

决策与优化, 始终是复杂系统面对不确定性与资源约束时的核心命题. 本专题7篇论文, 从网络覆盖、故障诊断、位姿预测到协同制导与制造调度, 全景展现了这一领域从理论探索到工程实践的多元进路.

从空间维度看, 研究触及海战场感知网络部署与无人机集群位姿预测, 在动态环境与能耗约束中寻求最优配置; 从系统维度看, 针对SMT产线与柔性制造的故障诊断与调度优化, 将智能算法与领域知识深度融合, 提升复杂工业系统的运行效率; 从方法维度看, 空间博弈、密度峰值聚类与Petri网等工具的引入, 为决策问题提供了更具解释力与适应性的求解框架.

论文

网络分布式k路点覆盖的空间博弈方法

【作者】

齐龙, 李翔

【摘要】

作为网络覆盖问题的重要分支, 许多真实世界复杂系统的难题可以被视为网络k路点覆盖问题. 在分布式系统中, 如何设计个体自主决策的去中心化策略是实现网络覆盖优化的关键. 本文将k路点覆盖问题建模为网络空间博弈, 其中每个节点被当作是仅与邻居进行通信的理性个体. 在非合作博弈框架下, 分析了强纳什均衡(SONE)与k路点覆盖之间的关系, 同时提出的基于博弈的同步期望驱动算法(GSAA)可以在有限时间内收敛到4人联盟SONE, 结合仿真结果验证了算法的有效性. 本文围绕k路点覆盖问题, 从联盟视角建立覆盖解与博弈均衡之间的关系, 为博弈框架下解决具有网络局部耦合约束的分布式优化问题提供了一种全新思路.

【关键词】

复杂网络; k路点覆盖; 空间博弈; 分布式优化; 强纳什均衡

【引用格式】

齐龙, 李翔. 网络分布式k路点覆盖的空间博弈方法. 控制理论与应用, 2026, 43(2): 239 – 248

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA230734&flag=1

一种基于知识图谱的SMT智能故障诊断模型设计与实现

【作者】

崔更申, 李书漪, 黄春跃, 梁颖, 张怀权, 曹知勤

【摘要】

针对表面组装生产工艺复杂、生产过程易出现设备故障和工艺缺陷的特点, 本文设计了一种基于故障知识图谱的面向表面组装生产的智能故障诊断模型. 同时针对知识图谱构建过程的关键技术–故障实体抽取进行研究, 设计并实现了一种基于BERT-Residual-BiLSTM-CRF的面向表面组装生产故障日志的故障实体抽取模型. 首先根据表面组装技术(SMT)故障日志文本构建故障实体抽取模型的训练、测试数据集, 其次采用TensorFlow框架搭建SMT故障实体抽取模型, 最后利用训练好的模型进行对照试验. 结果表明, 所设计的故障实体抽取模型的故障实体识别精确率、召回率和F值平均值较基础模型BERT-BiLSTM-CRF分别提高了约0.26, 0.28和0.24.

【关键词】

表面组装生产; 智能故障诊断; 知识图谱; 故障实体抽取

【引用格式】

崔更申, 李书漪, 黄春跃, 等. 一种基于知识图谱的SMT智能故障诊断模型设计与实现. 控制理论与应用, 2026, 43(2): 305 – 315

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA230625&flag=1

基于VMD-WHHO-BLS的无人船位姿预测

【作者】

葛泉波, 薛子建, 张明川, 吴庆涛

【摘要】

随着人工智能技术的发展, 在无人控制系统领域中, 智能传感器的普及使得各式的无人装备运行数据更加的丰富. 水面无人船作为无人智能装备的重要组成部分, 其关键环节就在于对其安全稳定的自主控制, 因为其结构复杂, 并且要长时间在未知的环境运作, 难免出现各种异常状态, 会直接影响无人装备的工作能力, 降低其安全性和经济性, 所以对无人船的位姿状态进行精确的预测十分必要. 本文先利用变分模态分解将时间序列数据分解成若干分量, 再采用基于宽度学习系统的方法对无人船中的几类数据进行了预测, 同时用基于鲸鱼算法与模拟退火算法改进的哈里斯鹰优化算法对宽度学习中的伪逆求解回归参数进行优化. 经仿真实验证明, 该方法在预测的准确性和训练速度方面都有一定优势.

【关键词】

无人船; 宽度学习系统; 位姿预测; 变分模态分解; 哈里斯鹰优化; 鲸鱼群算法

【引用格式】

葛泉波, 薛子建, 张明川, 等. 基于VMD-WHHO-BLS的无人船位姿预测. 控制理论与应用, 2026, 43(2): 335 – 347

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA230289&flag=1

面向能耗均衡的海战场感知网络部署规划

【作者】

王凯生, 黄炎焱, 孙鹏耀, 翟文杰

【摘要】

为实现对海战场态势的有效监测, 针对传统感知网络部署模型连通性差、寿命较短、感知量低等问题, 本文构建了一套基于能耗均衡策略的网络部署模型, 将网络连通性加入约束项, 提出均衡网络节点的能量消耗策略, 以提高网络的生存周期与感知总量. 提出改进人工蜂鸟算法(IAHA)对模型进行求解, 引入差分变异策略与反向映射策略提高算法的全局寻优能力, 引入自适应觅食策略提高算法的收敛速度. 实验结果表明, 文章所提模型生成的网络连通性强, 且相比其他部署策略, 基于能耗均衡策略生成的网络有更长的生存周期与更高的感知总量; 相比于对比算法, IAHA的全局寻优能力更强、收敛速度更快.

【关键词】

战场感知; 网络结构; 最优化; 能耗均衡; 人工蜂鸟算法

【引用格式】

王凯生, 黄炎焱, 孙鹏耀, 等. 面向能耗均衡的海战场感知网络部署规划. 控制理论与应用, 2026, 43(2): 357 – 367

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240418&flag=1

针对机动目标的航天器固定时间协同制导律

【作者】

李鹤宇, 王建斌, 张锐, 宋峰

【摘要】

针对三维空间中多航天器协同捕获机动目标问题, 提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同制导律. 建立三维场景下航天器–目标视线(LOS)坐标系, 将加速度分解为沿视线方向和垂直视线方向. 采用代数图论和分布式合作协议算法对航天器沿视线方向加速度进行设计, 实现多个航天器的时间一致性约束. 采用滑模控制理论和固定时间收敛理论对垂直视线的两个方向加速度进行设计, 实现视线倾角、视线偏角在固定时间内收敛到期望值. 针对目标加速度未知的问题, 采用固定时间观测器进行估计, 并在制导指令中进行补偿. 仿真结果表明, 所提出的协同制导方法能够在固定时间内实现剩余飞行时间一致和视线角的收敛.

【关键词】

航天控制; 协同制导; 时间一致性; 滑模控制; 固定时间收敛

【引用格式】

李鹤宇, 王建斌, 张锐, 等. 针对机动目标的航天器固定时间协同制导律. 控制理论与应用, 2026, 43(2): 368 – 376

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA230785&flag=1

面向流形数据的共享近邻和二阶K近邻密度峰值聚类算法

【作者】

赵嘉, 陈蔚昌, 肖人彬, 潘正祥, 崔志华, 王晖

【摘要】

密度峰值聚类算法能够快速高效处理数据集且无需迭代. 但该算法在处理流形数据时, 易错选类簇中心和错误分配样本. 因此, 本文提出面向流形数据的共享近邻和二阶K近邻密度峰值聚类(DPC–SKNN)算法. 首先, 该算法引入逆近邻和共享近邻重新定义局部密度, 充分考虑样本的局部信息和全局信息, 使算法易找到正确的流形类簇中心; 其次, 将样本的关联关系分为K近邻点、二阶K近邻点和非近邻点3种情况, 设计K近邻的分配策略, 增强同一类簇样本的相似性, 提高样本分配的准确率. 将本文算法与8种算法在流形和UCI数据集进行对比, 实验结果表明, DPC-SKNN算法在上述数据集上均获得了不错的聚类结果.

【关键词】

密度峰值聚类; 逆近邻; 共享近邻; 二阶K近邻; 流形数据

【引用格式】

赵嘉, 陈蔚昌, 肖人彬, 等. 面向流形数据的共享近邻和二阶K近邻密度峰值聚类算法. 控制理论与应用, 2026, 43(2): 388 – 396

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA230570&flag=1

基于时延Petri网与代价函数的柔性制造系统优化调度

【作者】

李鑫, 黎良, 何舟

【摘要】

针对柔性制造系统最小完工时间的调度问题, 本文提出一种基于时延Petri网和代价函数的调度算法. 首先, 对现有基于时延Petri网的调度算法进行分析, 引入一种考虑当前标识和后继标识到目标标识的变迁发射向量的代价函数; 其次, 通过遍历部分可达图的标识代价函数值选取下一步发射的变迁, 并利用回溯法避免系统的死锁标识和不满足系统规格的标识; 从而, 获得时延Petri网系统的逻辑变迁序列. 通过将逻辑变迁序列转为时延变迁序列, 找到最小时间的变迁序列; 进而, 获得系统最小完工时间的调度方案; 最后, 利用实例验证本文方法的可行性和有效性.

【关键词】

离散事件系统; 调度; Petri网; 可达图

【引用格式】

李鑫, 黎良, 何舟. 基于时延Petri网与代价函数的柔性制造系统优化调度. 控制理论与应用, 2026, 43(2): 415 – 424

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240211&flag=1

结语

从宏观战场网络的战略部署, 到微观无人系统的精准预测; 从生产线的智能诊断调度, 到多航天器的协同制导, 本专题的七项研究清晰地表明, 决策与优化的智慧在于, 将复杂的约束、不确定的环境与动态的目标, 转化为可求解、可验证、可执行的科学方案. 无论是运用博弈论、聚类分析, 还是融合知识图谱与智能预测模型, 其根本追求在于提升系统在空间、时间与资源维度上的整体效能与鲁棒性. 这些工作不仅为解决感知、诊断、调度、制导等跨领域关键问题提供了新颖的思路与工具, 也深刻印证了决策优化理论与工程实践相结合所迸发的强大潜力. 随着系统复杂性的持续增长, 决策与优化技术将继续作为驾驭不确定性、实现智能自主的核心引擎, 推动各领域向更高效、更可靠、更智慧的未来演进.

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）、SCOPUS、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。

官网：https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/index.aspx

知网优先发表：https://navi.cnki.net/knavi/journals/KZLY/detail

投稿：https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/author/login.aspx

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2026年第43卷第2期

2026年第43卷第1期（“非线性系统与控制”专刊）

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