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《控制理论与应用》2026年第6期虚拟专刊：控制理论

已有 982 次阅读 2026-9-9 14:37 |个人分类:刊期目录|系统分类:博客资讯

卷首语

本期专题聚焦控制理论在复杂不确定性环境下的前沿探索, 涵盖非线性建模、多传感器融合、多智能体协同、时滞系统分析与约束控制等核心方向. 六篇论文从不同侧面回应了同一个根本问题: 当系统规模增大、动态复杂化、信息受限且存在约束时, 如何保证稳定性、最优性与协同性.

在估计与建模层面, 工作涉及数据驱动与机理知识的混合策略, 以及多源观测融合的最优性论证; 在分布式协同层面, 研究深入异构智能体的一致性与高阶优化问题, 关注通信协议与积分反馈的嵌入式设计; 在控制综合层面, 时变时滞的稳定性判据和自适应预测控制方法, 分别为经典难题和工程约束提供了新工具.

这些成果共同体现了控制理论向数据赋能、分布式架构和鲁棒自适应演进的趋势, 也为实际应用提供了有价值的理论支撑. 期待读者从中获得启发, 推动更深入的研究与实践.

论文

数据驱动的非线性系统混合智能建模方法

【作者】

孙洪硕, 张亚军, 刘宁, 郭策, 柴天佑, 张金强

【摘要】

将动态特性随运行条件变化的工业过程抽象为一类非线性离散动态系统, 把数据驱动建模、低阶机理建模与未建模动态的智能估计算法相结合, 提出了一种数据驱动的非线性系统混合智能建模方法. 证明了所提的改进投影算法能保证参数估计的收敛性, 对数据驱动的未建模动态的估计算法给出了估计误差的有界性分析. 通过田纳西–伊斯曼(TE)过程中成分C(三碳化合物)含量的预报实验, 结果表明了所提方法在确保算法收敛的条件下能有效预报运行指标的动态变化.

【关键词】

复杂工业过程; 混合智能建模; 交替辨识; 数据驱动; 收敛性

【引用格式】

孙洪硕, 张亚军, 刘宁, 等. 数据驱动的非线性系统混合智能建模方法. 控制理论与应用, 2026, 43(6): 1223 – 1230

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240327&flag=1

两种加权观测融合扩展卡尔曼滤波器及其全局最优性

【作者】

姜吉鹏, 程秀钱, 朱明清, 孙书利

【摘要】

对多传感器非线性系统, 考虑到集中式观测融合扩展卡尔曼滤波(EKF)算法由于高维观测导致计算量大的问题, 应用加权最小二乘算法, 提出了批处理加权观测融合EKF算法. 此外, 针对不同传感器观测数据可能不能同时到达融合中心的情况, 提出了序贯加权观测融合EKF算法. 可根据观测数据到达融合中心的先后次序依次进行压缩, 当所有传感器观测数据被压缩后, 基于最后一次压缩的观测进行滤波处理. 证明了两种加权观测融合EKF算法与集中式观测融合EKF算法在数值上的等价性, 即它们具有全局最优性. 当传感器的数量较大时, 所提出的加权观测融合EKF算法具有更小的计算负担. 一个目标跟踪的仿真例子验证了算法的有效性.

【关键词】

非线性系统; 扩展卡尔曼滤波; 加权观测融合; 集中式融合; 全局最优性

【引用格式】

姜吉鹏, 程秀钱, 朱明清, 等. 两种加权观测融合扩展卡尔曼滤波器及其全局最优性. 控制理论与应用, 2026, 43(6): 1251 – 1259

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240104&flag=1

基于PD-PDD型协议的异构多智能体领导跟随一致性

【作者】

郭建锋, 钱伟, 费树岷

【摘要】

本文研究了概率分布时滞影响下异构多智能体系统领导跟随一致性问题. 首先, 考虑系统输入中存在概率分布时滞情况, 针对跟随者中的一阶和二阶多智能体设计新的PD-PDD型一致性控制协议; 其次, 通过模型变换构造误差系统, 将异构多智能体领导跟随一致性问题转化为误差系统的均方渐近稳定性问题; 然后, 基于Wirtinger-based积分不等式构造新的delay-product型Lyapunov-Krasovskii泛函, 利用基于辅助函数积分不等式、基于时滞相关矩阵的反凸组合不等式等精确估计泛函导数, 得到具有较小保守性的异构多智能体系统领导跟随一致性条件; 最后, 通过仿真分析, 验证了本文所得的一致性条件不仅保证系统能有效实现领导跟随一致性, 且具有良好的动态性能.

【关键词】

多智能体; 异构; 一致性; 时滞; PD-PDD型控制协议

【引用格式】

郭建锋, 钱伟, 费树岷. 基于PD-PDD型协议的异构多智能体领导跟随一致性. 控制理论与应用, 2026, 43(6): 1289 – 1300

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240370&flag=1

高阶多智能体分布式优化的嵌入式积分反馈设计

【作者】

蒋赫, 陈森, 薛文超, 赵志良

【摘要】

本文考虑受扰动的高阶连续时间多智能体系统分布式优化问题, 根据嵌入式设计和PID控制思想, 提出了一种基于最优信号生成与积分反馈的分布式优化算法. 首先, 设计高阶最优信号生成器, 获得最优目标及其高阶微分项的预估值. 然后, 采用PID控制思想, 设计最优目标跟踪误差的比例–积分–微分反馈输出量, 通过引入积分反馈环节, 提升了受扰动多智能体系统的分布式优化精度. 进一步地, 在常值扰动和有界时变扰动情况下, 通过凸分析和Lyapunov分析方法, 给出所提出方法的收敛性理论结果. 理论结果说明: 在常值扰动下, 能够渐近实现优化任务; 在有界时变扰动下, 通过调节反馈增益系数, 可以提升优化精度.

【关键词】

分布式优化; 干扰抑制; 高阶最优信号器; PID控制

【引用格式】

蒋赫, 陈森, 薛文超, 等. 高阶多智能体分布式优化的嵌入式积分反馈设计. 控制理论与应用, 2026, 43(6): 1321 – 1330

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240102&flag=1

离散时变时滞系统的稳定性新判据

【作者】

练红海, 肖伸平, 邓鹏, 范春玲, 赵才

【摘要】

时滞是导致各类动态系统性能下降和不稳定的重要因素. 为此, 本文研究一类离散时变时滞系统的稳定性问题, 旨在获得一个低保守性的稳定判据以准确地估计系统的时滞稳定范围. 首先, 提出了一个新的三阶求和不等式, 有效地缩小了对二次型求和项的放大程度; 其次, 为所提不等式量身定制了一个增广Lyapunov-Krasovskii泛函, 它充分利用了不等式所产生的状态相关交叉项信息; 然后, 使用所提不等式和二次函数负定引理对泛函的前向差分进行处理, 建立了基于线性矩阵不等式形式的低保性稳定判据; 最后, 通过一个数值算例验证了所提判据的优势, 并将该判据应用于分析单区域负荷频率控制电力系统的稳定性.

【关键词】

离散系统; 时变时滞; 稳定性; 求和不等式; Lyapunov-Krasovskii泛函

【引用格式】

练红海, 肖伸平, 邓鹏, 等. 离散时变时滞系统的稳定性新判据. 控制理论与应用, 2026, 43(6): 1340 –1348

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240477&flag=1

约束不确定非线性系统自适应模型预测控制

【作者】

黄原驰, 何德峰

【摘要】

考虑约束不确定非线性系统的鲁棒最优控制问题, 本文提出一种未知参数和附加扰动的约束非线性系统自适应模型预测控制策略. 首先, 采用改进的集员辨识方法在线更新参数与扰动的估计边界, 据此构造预测控制策略的同质管, 约束基于名义模型的预测状态与实际系统状态的偏差. 其次, 采用增广终端思想建立了预测控制策略的优化问题递归可行性. 进一步提出了一种参数在线估计方法, 并建立相应闭环系统的鲁棒稳定性结果. 最后, 通过车–阻尼–弹簧系统的仿真示例, 验证了本文结果的有效性和优越性.

【关键词】

鲁棒模型预测控制; 非线性系统; 自适应控制; 约束控制; 集员辨识

【引用格式】

黄原驰, 何德峰. 约束不确定非线性系统自适应模型预测控制. 控制理论与应用, 2026, 43(6): 1378 – 1386

【全文链接】

http://jcta.alljournals.ac.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240308&flag=1

结语

本期六篇论文从建模、估计、协同与控制四个维度, 系统呈现了控制理论在应对复杂不确定性时的最新进展. 从数据驱动与机理知识的混合建模, 到加权观测融合的全局最优性证明; 从异构多智能体的领导跟随一致性, 到高阶分布式优化的嵌入式积分反馈设计; 从时变时滞系统的稳定性判据改进, 到约束不确定非线性系统的自适应预测控制——每一项工作都在各自方向上回应着"如何在不确定中寻求确定"这一控制学科的核心命题.

这些研究成果表明, 控制理论正沿着三条主线稳步演进: 一是从纯模型驱动向数据与机理融合的范式转变, 二是从集中式架构向分布式协同的系统升级, 三是从离线设计向在线自适应的方法跃迁. 三者交汇之处, 正是未来智能控制系统生长的沃土.

复杂系统不会自动变得简单, 但理论工具的迭代让我们有能力在复杂中找到秩序. 期待这些工作能够激发更多关于鲁棒性、自适应性与协同性的深层思考, 也期待理论与工程之间的鸿沟在持续的探索中逐步弥合.

感谢各位作者与审稿专家的辛勤付出, 也希望本期虚拟专刊能够为相关领域的研究者提供有益的参考与启示.

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）。

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