混合动态网络的增益稳定性与混合分布控制研究

近年来，关联系统的小增益稳定性研究已成为控制理论研究的一个重要的热点问题，但研究局限于关联的连续或离散系统，很少涉及具有复杂混合结构的混合动态网络，本项目将研究这种混合动态网络的增益稳定性及混合分布控制问题。本项目是针对混合网络中多种动态行为（系统耦合、连续、离散、脉冲、切换等）以及网络结构随机变化、外部干扰、时滞等多种因素引起的各种"能量"分布增益如何影响整个网络的稳定性而提出的一个富有挑战性和创新性的研究课题。本项目将系统分析和建立混合动态网络的增益稳定性理论，并以此建立网络的混合分布控制理论与方法，为解决和处理涉及多种动态与复杂现象的实际混合网络如混合电网的安全管理与控制提供理论基础，因此本项目具有极其重要的理论与实际意义。主要研究内容有：混合动态网络中的各种增益分析与估计、网络的增益稳定性与增益输入-状态-稳定性、时滞与随机混合动态网络的增益稳定性、网络的混合分布控制等。

本项目针对混合系统及其网络中的多种动态增益，研究这些动态增益及关系如何影响整个网络稳定性，并考虑干扰和时滞等不确定因素的影响，在此基础上研究混合分布控制及应用问题。已取得的重要结果：发现了混合系统的一类新稳定性即事件-稳定性，提出了HTLF-方法并对事件-稳定性做了根本刻画即找到了必要与充分条件；针对信号时滞、参数不确定性、外部干扰等不确定因素，研究了基于增益的稳定性与鲁棒稳定性，提出了“输入-状态-指数”、“e-特性”、“事件-e-ISS”等新概念，为区间混合系统建立了鲁棒-ISS（输入-状态-稳定性）理论，为混合动态网络建立了指数ISS、事件-e-ISS的新判据，并将理论应用到微电网中的混合控制中；提出了混合系统的KL_*K_*-特性及KL*-稳定性的新概念，统一了文献中的KLL-稳定性与本项目的事件-稳定性，将常用的平均逗留时间与逆平均逗留时间条件统一为混合逗留时间条件，并给出了KL*-稳定性判据；为具有K-耗散性的混合系统设计了ISS意义下的反馈镇定控制；研究了混合分布式控制问题，为离散时滞动态网络设计了混合脉冲网络化控制以实现其多目标跟踪与同步；初步提出了基于事件的脉冲镇定与同步方案；分析了微电网的动态行为，为微电网建立了混合多模态动态模型并为其设计了稳定性/ISS意义下的混合分布控制方案；研究了分布式电网(DG)的基于多智能体技术的多层管理与安全控制问题，改善了DG在安全稳定性、经济及环保等方面的性能。.建立的增益稳定性成果有利于对网络混合结构及各增益分布的认识，所设计的混合分布控制，可为较实际的动态网络如hybrid energy networks、smart micro-grids等的安全控制与管理提供理论基础和方法，因此本项目具有很好的控制理论上的学术意义及潜在的应用价值。.在本学科国际top和核心期刊如SIAM J. Control Optim.、Systems & Control Letters、IEEE Trans on Circuits Syst.、IEEE Trans on Smart Grid、Int. J. Robust. Nonlinear Control、Internt. J. Control及主要控制学术会议如IEEE CDC、IEEE MSC、IFAC、CCC、CCDC等发表研究论文43篇，其中SCI 20篇，EI 22篇。