针对切换模糊系统的安全有限时间滤波设计研究 学术背景 在现代控制系统中，切换系统（switched systems）和模糊系统（fuzzy systems）因其在处理复杂非线性动态问题中的有效性而受到广泛关注。然而，随着网络化系统的普及，系统面临着来自传感器故障和网络攻击（如缩放攻击，scaling attacks）的威胁。传感器故障可能导致系统性能下降，而缩放攻击则会通过修改传输数据的比例来破坏系统的稳定性。因此，设计一种能够同时应对传感器故障和网络攻击的鲁棒滤波器成为了一个重要的研究课题。 本文旨在提出一种针对离散时间切换模糊系统（discrete-time switched fuzzy systems）的安全有限时间混合H∞和被动性（mixed H∞ and passivity, MH...

学术背景 在工程和材料科学领域，精确控制机器人操作器的位移和力对于研究材料的力学特性至关重要，尤其是在处理具有非线性粘弹性变形的物体时。例如，在纺织、航空航天、医疗和能源生产等领域，纺织品的力学行为对设计和性能有着重要影响。传统的拉伸/压缩机械通常通过控制变形速度来测量力，但这种方法无法直接观察物体的关键变形点，如弹性极限、塑性变形和断裂点。为了克服这一限制，近年来机器人系统被用于进行位置/变形控制的物体表征。然而，工业机器人在处理微小力和变形时存在局限性，而压电机器人操作器则因其高分辨率和高带宽成为理想选择。然而，压电执行器的强滞后非线性特性给精确控制带来了挑战。本文旨在解决这一问题，提出了一种新的控制策略，结合滞后模型和状态观测器，实现了压电机器人操作器的精确位移控制和力估计，从而为物体...

背景介绍 在现代工程实践中，欠驱动系统（under-actuated systems）因其结构简单、能耗低、灵活性高等特点，广泛应用于起重机、轮式倒立摆、蛇形机器人等领域。然而，欠驱动系统的控制输入数量少于系统的自由度（degrees of freedom, DOF），这给控制器设计和稳定性分析带来了巨大挑战。虽然已有许多控制策略被提出，如反馈线性化控制、自适应控制和鲁棒控制，但这些方法在实际应用中往往存在复杂度高、依赖模型精度等问题。此外，传感器故障可能导致部分状态信息的丢失，进而影响系统的监控和性能，甚至引发系统不稳定。因此，如何在传感器故障的情况下，设计一种高效、鲁棒的控制策略，成为当前研究的热点问题。 论文来源 本论文由Minggang Liu、Ning Xu、Huanqing Wa...

学术背景 复杂网络（Complex Networks, CNs）在社会学、工程学和自然科学等领域中扮演着重要角色，广泛应用于电力分配、交通调度和多智能体协作等场景。然而，由于通信丢包、传感器噪声和环境不确定性等因素，获取网络中领导者（leader）和个体的准确状态信息成为一个具有挑战性的问题。特别是在分布式系统中，节点如何有效地同步其状态以实现共识（consensus）是一个关键问题。传统的观测和控制方法往往依赖于连续采样和计算，这不仅增加了通信开销，还对网络基础设施造成了压力。为了解决这些问题，Liang Feng、Cheng Hu、Juan Yu和Quanxin Zhu提出了一种基于事件触发机制和饱和自适应策略的固定时间观测与控制方法。 这项研究的主要目标是设计一种能够在固定时间内实现复...

学术背景 在当今复杂网络系统中，状态估计（state estimation）是一个关键问题，尤其是在面对不确定性和噪声时。复杂网络通常由多个相互连接的节点组成，每个节点的动态行为可能受到非线性因素的影响。Takagi-Sugeno（T-S）模糊模型因其能够有效捕捉不确定信息并描述复杂网络的非线性动态特性，在复杂网络建模中展现了显著优势。然而，传统状态估计方法通常需要详细的噪声统计特性，而在实际应用中，噪声往往是未知但有界的（unknown but bounded, UBB）。集员估计（set-membership estimation, SME）方法在这种情况下提供了一种新的解决方案，它能够在没有精确噪声统计信息的情况下，提供确定的误差边界。 本研究旨在探讨T-S模糊复杂网络（TSFCNs）...

多区域互联电力系统在拒绝服务攻击下的稳定性分析 学术背景 随着现代社会对电力需求的不断增加，电力系统的稳定性和安全性成为了至关重要的问题。为了满足电力需求，多个发电区域通过互联的方式形成了一个整体系统，以确保即使某个区域发生故障，其他区域仍能继续供电。然而，随着电力系统的复杂化和网络化，网络攻击（尤其是拒绝服务攻击，Denial of Service, DoS）对电力系统的威胁日益增加。DoS攻击通过阻断通信通道，可能导致系统不稳定甚至崩溃。因此，研究多区域互联电力系统（Multi-Area Interconnected Power System, MAIPS）在DoS攻击下的稳定性，具有重要的理论和实际意义。 本文的研究正是基于这一背景，旨在探讨如何在DoS攻击下保持MAIPS的稳定性，并...

学术背景 随着可穿戴电子设备（如健康监测设备和人机交互设备）的快速发展，市场对柔性、安全且可持续的电源解决方案的需求日益迫切。传统的锂离子电池虽然广泛应用，但其刚性结构、安全隐患、环境污染问题以及对稀有矿物的依赖，使其难以满足这些新兴需求。纤维形状的电源因其优异的柔性与纺织品的兼容性，成为了一种极具潜力的替代方案。其中，基于聚合物的柔性水系储能系统因其固有的安全性、柔性以及使用可再生、可回收的有机电极材料和环保的水系电解质而备受关注。然而，这类系统仍面临电化学稳定性窗口有限、聚合物电极不稳定以及电极-电解质相互作用复杂等挑战。 为了解决这些问题，研究人员致力于开发新型的柔性电池技术，特别是全聚合物水系纤维电池。这类电池不仅能够满足可穿戴设备的柔性需求，还能通过使用环保材料降低对环境的影响，推...

学术背景 随着可穿戴电子设备的快速发展，对高性能、柔性、耐久性材料的需求日益增加。石墨烯（graphene）作为一种具有优异导电性、机械强度和柔性的二维材料，近年来在可穿戴电子设备中的应用备受关注。然而，如何将石墨烯转化为适用于可穿戴设备的功能性纤维材料，仍然是一个亟待解决的挑战。石墨烯纤维（graphene fiber, GF）作为一种新型纤维材料，不仅继承了石墨烯的优异性能，还具备纺织品的柔性和可编织性，使其在可穿戴传感、柔性储能设备及智能纺织品中展现出巨大的应用潜力。本文综述了石墨烯纤维的制备技术及其在可穿戴电子设备中的应用，旨在为未来研究提供方向，并推动石墨烯纤维的商业化进程。 论文来源 这篇综述论文由Heng Zhai、Jing Liu、Zekun Liu和Yi Li共同撰写，他们...

学术背景 随着智能可穿戴设备的快速发展，压力传感器作为核心组件，在健康监测、人机交互和人工智能等领域受到广泛关注。压力传感器根据其传感原理主要分为电容式、压电式、摩擦电式和压阻式等类型。其中，压阻式压力传感器因其结构简单、灵敏度高和制造成本低而成为研究热点。然而，如何在实现高灵敏度的同时扩大检测范围，仍然是压阻式传感器在实际应用中的一大挑战。 石墨烯因其优异的导电性、高比表面积和出色的机械强度，在传感器领域表现出色。然而，石墨烯在实际应用中的机械和电气性能往往难以达到理想水平，影响其耐久性和性能一致性。石墨烯纤维作为石墨烯的宏观组装体，继承了石墨烯的优异性能，并因其纤维形态具有良好的可编织性和耐磨性。然而，在制备石墨烯纤维时，如何平衡应力、应变和电气性能仍是一个难题。通过优化纺丝工艺和后处理...

学术背景 随着工业升级和学科融合的推进，人类社会在信息化、智能化和自动化方面取得了显著进展，但这也对新型材料提出了更高的要求，尤其是在电磁功能材料领域。电磁污染问题日益严重，开发具有稳定特性和宽频带操作的磁性纳米材料成为迫切需求。γ′-Fe4N作为一种有序固溶体，因其稳定的化学性质、高导电性和饱和磁化强度，在提高电磁波吸收性能方面展现出巨大潜力。然而，其制备条件苛刻，长期以来被忽视。本研究通过氮化工程和电纺丝技术，成功制备了氮掺杂碳纤维嵌入Fe4N纳米球（Fe4N@NCFs）的吸波材料，旨在实现高效、宽频带和薄厚度的微波吸收，并探索其在电磁功能器件中的应用潜力。 论文来源 本论文由Xiangwei Meng、Jia Li、Shuting Zhang、Di Lan、Meijie Yu、Teng...