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《控制理论与应用》2026年第8期目次速览

已有 800 次阅读 2026-9-22 15:54 |个人分类:刊期目录|系统分类:博客资讯

综述与评论

非线性控制系统的复杂性

【作者】

程代展, 胡晓明, 申铁龙

【摘要】

非线性是复杂性的一个基本体现, 它在线性与非线性控制系统的分析与综合中反映出许多完全不同的性质, 非线性系统的这些不同于线性系统的特性是其固有的非线性本质的反映. 本文综述非线性控制的一些有代表性的结果, 包括可控性、镇定、解耦、输出调节、H∞控制等问题, 并与相应的可线性化系统比较, 以说明可线性化控制系统不能代表具有典型复杂性的非线性控制系统.

【关键词】

非线性系统; 线性化; 能控性; 镇定; 解耦; 输出调节; H∞控制

【引用格式】

程代展, 胡晓明, 申铁龙. 非线性控制系统的复杂性. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1631 – 1638

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA260102&flag=1

论文与报告

多级高速压气机喘振失稳的确定学习建模与预警

【作者】

胡竞涛, 吴伟明, 张志博, 张付凯, 朱泽键, 韩帅, 陈禹西, 贾博博, 刘世官, 潘若痴, 王聪

【摘要】

高性能航空发动机压气机气动失稳预警和安全运行监测是航空发动机领域非常重要且极具挑战的难题. 针对航空涡扇发动机核心部件—多级高速压气机喘振先兆特征微弱、机理复杂、难以预判等问题, 本文以五级高速压气机试验台为研究对象, 提出了一种基于单测点脉动压力数据的喘振建模与预警方法. 首先, 利用基于采样观测器的确定学习算法辨识喘振失稳的动力学模型, 从而构造刻画压气机喘振特性的动态模式库; 然后, 基于模式库中的建模结果设计动态估计器, 根据实时输入的单测点数据实现压气机喘振预警; 最后, 在五级高速压气机试验台上进行了不同转速下的离线和在线预警试验, 初步实现了从原来喘振发生后毫秒级检测到喘振发生前秒级预警的技术突破. 本文所提学习方法能够从多级高速压气机脉动压力数据中学习到喘振失稳更加本质、全面的动力学特征, 具有良好的可解释性; 在此基础上发展的预警方法仅利用单测点数据实现了喘振在线预警, 有望为高性能航空发动机安全稳定运行提供实时监测方法, 具有一定的工程应用价值.

【关键词】

多级高速压气机; 气动失稳; 动态系统; 确定学习; 径向基函数网络

【引用格式】

胡竞涛, 吴伟明, 张志博, 等. 多级高速压气机喘振失稳的确定学习建模与预警. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1639 – 1648

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA250016&flag=1

空中机器人悬停控制的强化学习算法

【作者】

卓浩泽, 杨忠, 吴吉莹, 何加辉

【摘要】

空中机器人作为空中作业的飞行载体, 对平飞性能有较高要求, 其携带的装备以及作业时的反作用力影响也要求空中机器人具有较强的稳定位姿能力. 本文以提高强化学习效率为核心, 研究空中机器人的悬停控制问题. 首先, 基于actor-critic算法提出一种增加监督器的策略梯度算法; 其次, 提出动态监督策略并基于PID控制器设计了一个动态监督器; 然后, 进行模拟仿真, 分别利用基于行为价值Q的actor-critic算法(QAC)和深度确定性策略梯度算法(DDPG)作为对比算法进行机器人的悬停控制学习; 最后, 将算法部署到实际环境. 仿真和实验结果显示, 所设计的强化学习算法能够实现空中机器人的悬停控制自学习, 并且与QAC和DDPG相比具有更高的学习效率、更快的收敛速度和更平稳的悬停效果.

【关键词】

空中机器人; 策略梯度算法; 动态监督器; 悬停控制; 强化学习

【引用格式】

卓浩泽, 杨忠, 吴吉莹, 等. 空中机器人悬停控制的强化学习算法. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1649 – 1657

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240465&flag=1

基于变核心局部离群因子的增强鲁棒故障检测方法

【作者】

玄美燕, 王杨, 王治伟, 郑英

【摘要】

复杂的工业生产环境使得采集的数据会受到不同类型离群点的污染, 显著降低了故障检测模型的准确度和可靠性. 现有方法无法同时有效地识别聚类离群点和正常样本边缘点, 导致检测模型过拟合或欠拟合. 针对这些问题, 提出了一种基于变核心局部离群因子(VCLOF)的增强鲁棒故障检测方法. 首先, 基于核心邻域为聚类离群点构造更为鲁棒的邻域, 解决聚类离群点互相保护的问题; 提出融合核心邻域为正常边缘点构造更为完整且鲁棒的邻域, 解决数据边界结构丢失的问题. 进一步, 基于建立的鲁棒邻域, 同时考虑邻域样本的稀疏程度和密度变化提出变核心局部离群点因子算法, 通过核密度估计法(KDE)设定阈值, 实现离线多类型离群点检测和在线故障检测. 最后, 在田纳西–伊士曼过程和一个真实四旋翼无人实例中证明了所提方法在不同类型离群点下的故障检测的鲁棒性和有效性.

【关键词】

聚类离群点; 鲁棒性; 故障检测; 密度分布; 局部结构

【引用格式】

玄美燕, 王杨, 王治伟, 等. 基于变核心局部离群因子的增强鲁棒故障检测方法. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1658 – 1666

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240538&flag=1

双轮腿机器人动态平衡控制

【作者】

赵浩阳, 王庆领, 余兰林

【摘要】

双轮腿机器人可用于复杂未知环境下的小型运输与勘探任务, 优秀的平衡控制器是从事复杂任务的关键. 本文提出了一种并联式轮腿机器人的动态平衡控制方案. 首先建立双轮腿机器人模型, 利用虚拟模型控制方法简化机器人腿部结构; 其次, 进行平衡控制器的设计, 基于线性二次型调节器在双腿角度存在偏差情况下完成机器人的平衡控制. 主要创新在于设计的控制器考虑了双腿角度存在偏差的情况, 解决了复杂环境下的平衡控制问题, 保证了系统的鲁棒性并降低了运算量; 最后, 在非理想情况的仿真与实际环境的实验下验证了方案的可行性.

【关键词】

平衡控制; 并联式轮腿结构; VMC算法; LQR控制器

【引用格式】

赵浩阳, 王庆领, 余兰林. 双轮腿机器人动态平衡控制. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1667 – 1677

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240419&flag=1

基于Korteweg-de Vries-Burgers系统的大规模多智能体部署

【作者】

唐钰倩, 康文, 张静, 王军民

【摘要】

本文基于Korteweg-de Vries-Burgers系统, 解决了二维或者三维空间中大规模多智能体的部署问题. 假设空间中的智能体的数量为N, 领导者的数量为M, 每个智能体可以获取自身及其邻居的绝对位置, 以及目标曲线的局部信息. 只有领导者可以通过通信网络将其测量结果传输给其他智能体. 基于领导者的量测输出, 提出一种切换控制器. 所提出的切换律确保只有一个领导者可以传输测量信号从而实现控制反馈, 这能够有效减少测量信号的传输数量, 从而节省通信资源. 大规模的多智能体被看作一个空间上的连续体, 并通过Korteweg-de Vries-Burgers方程描述. 通过构建合适的Lyapunov-Krasovskii泛函, 运用时滞方法, 得到了闭环系统指数稳定的条件. 最后, 通过仿真算例验证该方法的有效性.

【关键词】

多智能体系统; Korteweg-de Vries-Burgers方程; 切换控制; 指数稳定性

【引用格式】

唐钰倩, 康文, 张静, 等. 基于Korteweg-de Vries-Burgers系统的大规模多智能体部署. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1678 – 1686

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA250060&flag=1

受扰多智能体系统的分布式固定时间资源分配算法

【作者】

李志勇, 张豪, 陈勇

【摘要】

针对受扰动多智能体系统的资源分配问题, 本文研究了一种固定时间收敛的分布式优化算法. 提出的算法采用滑模控制以抵消有界扰动对智能体状态演化的影响, 并用改进分布式加权梯度算法求取资源分配问题的最优解. 基于凸优化理论和固定时间李雅普诺夫理论的稳定性分析表明, 提出的算法在不依赖初始值的固定时间内收敛到最优解. 相比现有鲁棒分布式固定时间资源分配算法, 本文算法具有异构控制增益和无初始化的特征. 最后, 数值仿真验证了本文理论结果的有效性和优越性.

【关键词】

多智能体系统; 资源分配问题; 有界扰动; 分布式优化; 固定时间收敛

【引用格式】

李志勇, 张豪, 陈勇. 受扰多智能体系统的分布式固定时间资源分配算法. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1687 – 1694

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240192&flag=1

面对称火箭多通道耦合下的多变量自适应PID控制

【作者】

王燚华, 齐瑞云, 胡存明, 佘宇琛

【摘要】

针对面对称火箭动力学的多通道耦合效应、干扰、不确定性, 以及面对称火箭任务对大角度快速机动性能的需求, 本文提出一种多变量自适应PID跟踪控制方法. 不同于传统火箭忽略耦合对每个通道设计单变量控制器的方法, 对3个通道进行多变量联合控制设计. 首先, 引入性能约束函数对跟踪误差的瞬态和稳态性能进行约束, 设计了多变量自适应PID控制器以改善系统瞬态响应. 然后, 设计了范数自适应估计算法补偿干扰和不确定性. 最后, 考虑了发动机摆角幅值约束进行控制分配. 通过Lyapunov稳定性理论证明了所提出方法的理论正确性, 通过仿真验证了控制方案与单变量自适应控制相比稳态精度更高、收敛速度更快, 与多变量自适应PI控制相比瞬态性能更好, 蒙特卡洛仿真验证了控制器对干扰和不确定性的鲁棒性.

【关键词】

面对称火箭; 多变量PID控制; 预设性能; 姿态机动; 不确定性; 蒙特卡洛

【引用格式】

王燚华, 齐瑞云, 胡存明, 等. 面对称火箭多通道耦合下的多变量自适应PID控制. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1695 – 1707

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240497&flag=1

全局最优ICP与IMU辅助的点云快速压缩算法

【作者】

季正聪, 苏锴南, 陈锋, 傅直全, 吴利军, 杨辰光

【摘要】

点云压缩算法在实际应用领域中具有广泛前景, 在三维重建、SLAM等领域中已经实现大量应用. 本文提出了一种基于特征匹配与分层配准的点云快速压缩算法, 通过融合带方向的旋转不变BRIEF(ORB)特征点、惯性测量单元 (IMU) 运动估计和分层优化策略, 显著提升了动态点云的压缩效率. 该算法创新性地采用“粗配准+细配准”的双阶段优化策略: 首先将两帧2D图像的ORB特征点映射至三维空间, 结合IMU数据估算初始变换矩阵作为全局迭代最近点算法(ICP)算法的优化起点, 完成粗配准; 随后通过ICP算法对所有点云进行细配准, 获得精确变换矩阵. 在压缩编码阶段, 采用八叉树结构将点云划分为宏块单元, 通过预测帧与关键帧的宏块匹配度检测, 将匹配成功区域替换为位置索引, 有效消除时间冗余. 通过TUM-RBGD和ICL-NUIM数据集实验, 本文验证了改进的运动估计算法可以显著提高相对变换矩阵的计算速度, 并进一步通过性能量化实验证明, 该方法有效地提高了点云的压缩效率.

【关键词】

惯性测量单元; 特征提取; 迭代最近点; 点云压缩

【引用格式】

季正聪, 苏锴南, 陈锋, 等. 全局最优ICP与IMU辅助的点云快速压缩算法. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1708 – 1716

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https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240486&flag=1

知识驱动的3D打印生产能效调度问题研究

【作者】

韩凯歌, 吴斌, 陈仁胜, 刘必强, 童华刚

【摘要】

3D打印作为智能制造的关键技术, 已在多个行业得到实际应用. 随着“双碳”战略的提出, 3D打印中的能耗问题逐渐引起关注. 本文以最小化最大完工时间和能耗为目标, 构建了一个考虑多打印方向和多目标的3D打印生产调度模型. 针对此模型, 提出了一种知识驱动的多种群进化算法进行优化求解. 根据问题知识, 设计种群划分策略和局部搜索算子, 以增强算法搜索深度和广度, 并结合强化学习机制执行局部搜索策略, 提高局部搜索效率. 仿真实验结果表明, 本文提出的改进策略能够有效的提高算法性能, 是求解多目标3D打印调度的有效方法.

【关键词】

3D打印调度; 多目标优化; 知识驱动; 强化学习

【引用格式】

韩凯歌, 吴斌, 陈仁胜, 等. 知识驱动的3D打印生产能效调度问题研究. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1717 – 1725

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240638&flag=1

基于Stackelberg博弈的社交移动群体任务分配控制策略

【作者】

蒋伟进, 吴玉庭, 陈艺琳, 韩裕清, 周为, 王海娟

【摘要】

随着物联网和移动互联网技术的快速发展, 移动群智感知(MCS)作为一种新兴的感知模式, 通过群体参与者完成感知任务, 构建了广泛的分布式感知网络. 本文针对MCS中的多重协同任务分配(MCTA)问题, 提出了一种基于Stackelberg博弈的社交移动群体多重协同任务分配控制策略 (MCTA-S). 该策略基于信息熵驱动的Stackelberg博弈模型, 选择初始领导者并通过社交关系形成兼容的任务分配群体, 从而提升任务分配效率. 实验结果表明, 与传统方法相比, MCTA-S在任务覆盖率、通信成本和时间复杂度方面表现优越, 能够在确保高任务覆盖率的同时显著降低通信成本, 并具有较低的运行时间. 该研究为MCS中的多重协同任务分配提供了新的方法和思路.

【关键词】

Stackelberg博弈; 移动群智感知; 多重协同任务分配; 众包; 控制策略

【引用格式】

蒋伟进, 吴玉庭, 陈艺琳, 等. 基于Stackelberg博弈的社交移动群体任务分配控制策略. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1726 – 1734

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240428&flag=1

集成混合随机森林与KPCA的磨矿粒度随机增量建模

【作者】

王前进, 孙宇, 代伟, 马小平

【摘要】

磨矿粒度是评估磨矿过程生产质量的关键指标, 直接影响选别工艺的稳定性、精矿品位和金属回收率. 但是, 由于在线粒度分析仪的检测成本高、耗时长, 且易于堵塞, 导致难以实现对磨矿粒度的精确测量. 同时, 基于宽度学习系统的建模方法存在特征提取能力不足以及增强层节点参数随机配置的问题. 为此, 集成混合随机森林(HRFs)与核主成分分析(KPCA), 提出一种新型的改进随机增量学习(RIL)软测量方法, 即HRF-KPCA-RIL方法. 首先, 在映射层中, 采用基于随机森林(RF)和完全随机森林(CRF)的混合森林组来替代传统神经元组, 实现高维特征向量的映射; 其次, 利用KPCA对高维映射矩阵进行特征提取, 并结合互信息方法进一步筛选潜在特征, 以去除冗余信息; 然后, 在增强层中, 基于Greville迭代法的全局约束产生用于软测量建模的高质量节点, 以缓解随机性问题; 最后, 通过基于实值函数、基准数据集和磨矿粒度数据集的实验研究, 验证了所提HRF-KPCA-RIL模型的优越性和有效性.

【关键词】

混合随机森林; 核主成分分析; 磨矿粒度; 随机增量学习; Greville迭代

【引用格式】

王前进, 孙宇, 代伟, 等. 集成混合随机森林与KPCA的磨矿粒度随机增量建模. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1735 – 1747

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA250002&flag=1

面向驾驶行为的FCHEV并行DDQN分层能量管理

【作者】

付主木, 朱龙龙, 孙昊琛, 陶发展

【摘要】

燃料电池混合动力汽车(FCHEV)的能量管理对提高燃料利用率、降低总使用成本等方面至关重要. 本文以插电式FCHEV为研究对象, 提出一种面向驾驶行为的FCHEV并行学习双深度Q网络分层能量管理方法. 首先, 利用快速聚类和在线自标注技术, 建立驾驶行为在线辨识模型; 其次, 通过引入功率解耦机制构造基于驾驶行为的多目标能量管理优化算法; 最后, 为降低学习空间计算复杂度和提高网络学习效率, 提出自适应探索和启发式动作筛选机制, 设计网络软更新和优先经验回放策略, 获得车辆能量管理优化策略. 结果表明, 本文所提控制策略在学习效率、算法优化能力及在线应用潜力方面均有良好性能, 维持燃料电池高效率运行点占比68.9%以上, 并降低了15.3%总使用成本

【关键词】

燃料电池混合动力汽车; 能量管理; 深度强化学习; 并行学习; 驾驶行为

【引用格式】

付主木, 朱龙龙, 孙昊琛, 等. 面向驾驶行为的FCHEV并行DDQN分层能量管理. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1748 – 1758

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240549&flag=1

基于课程学习和跨模态关系增强的零样本目标检测

【作者】

程德强, 马浩辉, 张皓翔, 寇旗旗, 江鹤

【摘要】

为解决现有零样本目标检测领域存在的未见类别检测精度低、泛化能力差和跨模态信息关联不足等问题, 本文提出了一种基于课程学习和跨模态关系增强的新方法(CC-ZSD). 首先, 提出由课程学习策略驱动的渐进式视觉语义匹配损失, 引入动态的、可学习的温度超参数, 在训练期间逐渐增加课程难度, 从而提高目标检测器向零样本迁移过程的准确性和鲁棒性; 其次, 提出视觉语义关系增强模块, 该模块由自注意力层和交叉注意力层嵌套组成, 能够将视觉与语义信息进行联合建模, 实现跨模态特征间的相互补充与增强. 通过在COCO, ILSVRC, VG, PASCAL-VOC等数据集上进行的大量实验, 证明所提出方法提升了零样本目标检测的性能, 详细验证了其技术先进性和实际应用效果.

【关键词】

零样本学习; 目标检测; 课程学习; 跨模态学习; 注意力机制; 知识蒸馏

【引用格式】

程德强, 马浩辉, 张皓翔, 等. 基于课程学习和跨模态关系增强的零样本目标检测. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1759 – 1770

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA250003&flag=1

不对称分段线性时滞Hammerstein非线性系统在线辨识方法

【作者】

徐玲, 徐欢, 张霄, 丁锋

【摘要】

本文研究不对称多分段线性为静态非线性块构成的一类时滞Hammerstein非线性系统的辨识问题. 针对该类非线性系统静态非线性块包含多个未知斜率和拐点参数, 定义开关函数和内部中间变量来描述多分段线性特征. 为处理非线性块输出不可测以及内部变量未知的辨识难题, 构建辅助模型以预测未知不可测变量. 结合控制系统在线辨识需求, 设计动态批数据使用方案, 利用梯度优化策略, 提出了滚动优化递推梯度参数估计方法, 并基于随机过程理论对提出的算法进行了收敛性分析, 给出了一致收敛的条件. 算法性能测试和模型验证仿真实验结果表明, 所提出的算法能有效辨识一类由不对称多分段线性特征构成静态非线性块的时滞Hammerstein非线性系统.

【关键词】

Hammerstein非线性系统; 系统辨识; 分段线性; 辅助模型; 梯度搜索; 时滞

【引用格式】

徐玲, 徐欢, 张霄, 等. 不对称分段线性时滞Hammerstein非线性系统在线辨识方法. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1771 – 1780

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240207&flag=1

永磁同步电机模型预测电流控制精简控制集策略

【作者】

李耀华, 种国臣, 郭伟超, 王自臣, 王钦政, 高赛, 徐志雄

【摘要】

针对表贴式和内置式永磁同步电机模型预测电流控制采用传统控制集需遍历全部7个基本电压矢量, 计算负担大、实时性差的问题, 本文通过增加约束提出3种精简控制集. 根据电机定子dq轴电流参考值与实际值误差的正负情况及备选电压矢量dq轴分量正负情况, 分析施加约束后电压矢量利用率, 舍弃利用率较低的电压矢量, 提出两种精简控制集. 在此基础上, 再增加dq轴电流误差平方根约束, 进一步精简控制集. 表贴式和内置式永磁同步电机的仿真和实时性实验结果表明: 精简控制集1与传统控制集性能完全一致, 可最少减少1次遍历计算, 精简控制集2、精简控制集3与传统控制集性能基本相当, 分别可最少减少4次和5次遍历计算.

【关键词】

永磁同步电机; 模型预测电流控制; 控制集; 计算负担

【引用格式】

李耀华, 种国臣, 郭伟超, 等. 永磁同步电机模型预测电流控制精简控制集策略. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1781 – 1790

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240253&flag=1

不确定系统预测控制多面体终端域的迭代优化方法

【作者】

孙阳, 薛文超, 刘吉臻, 綦晓, 刘思源, 邓慧

【摘要】

构造终端约束是保证预测控制系统稳定可行的重要手段, 因此终端域的优化对提升预测控制系统的性能有着关键作用. 针对不确定系统预测控制问题, 本文提出了一种求解多面体终端域、终端控制律和终端惩罚函数的优化方法, 并实现多面体终端域的体积迭代递增. 首先, 通过分离系统中的不确定摄动和坐标变换, 构建了保证闭环系统渐近稳定和优化可行的多面体终端约束条件. 然后, 通过利用全块S–过程和Polya松弛原理, 将含有不确定参数的终端约束条件等价转化为确定矩阵不等式形式, 并给出了基于线性矩阵不等式的求解方法. 进一步, 设计了一种多面体终端域迭代优化算法, 从理论上保证了多面体终端域体积的迭代递增性, 克服了矩阵对称约束的局限性. 最后, 通过仿真验证了算法的可行性与有效性.

【关键词】

不确定系统; 预测控制; 终端域; 多面体; 迭代优化

【引用格式】

孙阳, 薛文超, 刘吉臻, 等. 不确定系统预测控制多面体终端域的迭代优化方法. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1791 – 1801

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240029&flag=1

基于特征重要性的反事实解释技术

【作者】

黄一凡, 叶剑虹, 高灵婷, 姜文慧

【摘要】

黑盒模型因内部结构复杂、推理过程不透明, 导致其决策机制难以解析. 而其基于数据相关性而非因果推断的建模方式, 进一步加剧了用户的理解难度, 导致模型的可解释性较差. 针对这一现状, 本文提出了一种将透明机器学习模型与反事实解释相结合的可解释方法, 称为基于特征重要性的反事实解释方法(FICE). 该方法首先利用遗传算法在目标点周围进行扰动、交叉和变异, 迭代生成数据领域, 以捕捉数据分布的关键特征; 其次, 基于生成的数据领域训练透明的决策树模型, 构建可解释的预测分类器. 在此基础上, 通过引入特征重要性作为权重, 从决策树分类器中提取多层次的解释规则, 包括事实解释规则、反事实解释规则集合以及最佳反事实解释规则. 实验结果表明, 该方法在解释质量、预测准确度和时间效率等方面优于现有的反事实解释方法.

【关键词】

流程预测; 可解释性; 反事实解释; 遗传算法; 特征重要性

【引用格式】

黄一凡, 叶剑虹, 高灵婷, 等. 基于特征重要性的反事实解释技术. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1802 – 1810

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240576&flag=1

基于决策变量划分的双种群代理辅助多目标进化算法

【作者】

贺春林, 张勇, 彭超, 巩敦卫, 高晓智

【摘要】

针对求解具有间断Pareto前沿的昂贵多目标优化问题时, 现有代理辅助进化算法存在样本稀疏区域开发不足、易陷入局部最优等缺点, 提出一种基于决策变量划分的双种群代理辅助多目标进化算法. 首先, 给出一种基于变量–目标相关程度的变量划分方法; 接着, 提出一种基于自适应搜索区间的双种群协同搜索策略, 以均衡算法的全局探索和局部开发能力. 同时, 提出一种基于测地线流核迁移学习的局部代理模型构建方法, 以解决稀疏区域中训练样本偏少的问题. 实验结果表明, 所提算法可以在较少计算代价下获得问题的一组高质量Pareto最优解集.

【关键词】

昂贵多目标优化; 代理辅助进化算法; 代理模型; 间断Pareto前沿

【引用格式】

贺春林, 张勇, 彭超, 等. 基于决策变量划分的双种群代理辅助多目标进化算法. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1811 – 1819

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240365&flag=1

DoS攻击下饱和切换正系统的事件触发安全控制

【作者】

王娟, 韦思婷, 李小虎

【摘要】

针对DoS攻击下具有执行器饱和的切换正系统, 提出了一种新型的混合事件触发机制, 旨在保证系统性能的同时减少网络带宽占用. 首先考虑切换系统输入和状态受约的特点, 基于周期DoS攻击信号及变周期切换信号提出时间和事件混合的触发机制, 设计抗饱和的事件触发控制器. 然后, 通过线性余正Lyapunov函数方法证明系统的渐近稳定性, 并通过计算事件触发间隔的最小下界严格为正来避免Zeno行为的发生. 最后, 通过仿真实例验证了所提方法的有效性.

【关键词】

饱和切换正系统; 事件触发机制; DoS攻击; 渐近稳定; Lyapunov函数

【引用格式】

王娟, 韦思婷, 李小虎. DoS攻击下饱和切换正系统的事件触发安全控制. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1820 – 1826

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA250326&flag=1

基于多目标优化的约束演化算法求解多需多维背包问题

【作者】

李晰, 冯艳红, 贺毅朝

【摘要】

多需多维背包问题(MDMKP)是背包问题的一种重要的扩展形式, 它包含互相冲突的两类约束条件: 有上限要求的资源约束和有下限要求的需求约束, 这造成了它的可行域搜索困难, 求解难度大. 本文针对这类复杂的约束问题, 提出基于多目标优化的约束演化算法(MOCEA). 首先, 将MDMKP的每个约束条件转化为一个违约目标, 同原来的目标一起, 采用基于参考点的非劣排序多目标优化技术迭代优化; 其次, 设置动态约束边界机制配合优化进程的实施, 在算法初始设置一个宽松的约束边界, 随着种群演化, 边界收缩, 直至收敛到可行区域, 这样可以在近可行域进行充分探索, 发挥微不可行性高质量解的潜在优势. 提出的算法在96个MDMKP基准实例上验证, 所有问题都能找到可行解, 相比基于单目标优化的约束演化算法求解MDMKP, 解的精度大幅度提升, 表明MOCEA可以有效地处理MDMKP这类具有复杂约束条件的问题.

【关键词】

演化算法; 约束处理机制; 多目标优化; 多需多维背包问题

【引用格式】

李晰, 冯艳红, 贺毅朝. 基于多目标优化的约束演化算法求解多需多维背包问题. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1827 – 1838

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA250293&flag=1

短文

改进的加权极限学习机不平衡分类算法及其应用

【作者】

程娇, 张亚娴, 郭凯, 张森, 肖文栋

【摘要】

在高炉炉况分类任务中, 由于样本数量有限且类别分布不平衡, 传统分类模型常面临准确率低和鲁棒性差的问题. 为解决这一问题, 本文提出一种改进的加权极限学习机(WELM)不平衡分类算法, 采用引入改进Tent混沌映射的快速非支配排序遗传算法(CNSGA-II)对模型参数进行优化. 该方法使用Tent混沌映射替代随机初始化策略, 提升了初始种群在解空间中的分布均匀性; 在遗传操作过程中引入动态边界约束机制, 在抑制越界搜索的同时加快了收敛速度; 同时构建了以精确率和召回率为双目标的优化框架, 从而在增强少数类识别能力的同时保持多数类的分类性能. 实验基于实际高炉炉况数据, 验证了所提方法在不平衡分类任务中的有效性.

【关键词】

不平衡分类; 非支配排序遗传算法II (NSGA-II); 多目标优化; 加权极限学习机(WELM); 高炉炉况

【引用格式】

程娇, 张亚娴, 郭凯, 等. 改进的加权极限学习机不平衡分类算法及其应用. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1839 – 1846

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240619&flag=1

考虑源荷两侧优化的微电网经济调度

【作者】

孙妙平, 杨子琪, 陈勇, 曹金燕

【摘要】

针对微电网经济调度中电源侧可再生能源出力不确定和负荷侧分时电价策略缺乏科学支持的问题, 本文提出了一种考虑源荷两侧优化的微电网经济调度的方法. 首先, 在电源侧采用基于拉丁超立方抽样和K-means聚类算法的场景法得到风光预测出力; 然后, 在负荷侧采用基于动态区间的时段划分法划分时段, 再构建基于价格弹性矩阵的电价制定模型, 并利用改进粒子群算法求解最优分时电价, 进而得到优化后的负荷曲线; 最后, 以经济成本最低为目标建立微电网调度模型并进行仿真实验, 实验结果表明本文所提方法可以有效降低调度成本.

【关键词】

风光不确定性; 分时电价; 微电网经济调度

【引用格式】

孙妙平, 杨子琪, 陈勇, 等. 考虑源荷两侧优化的微电网经济调度. 控制理论与应用, 2026, 43(8): 1847 – 1854

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA240153&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）。

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