网络控制系统的滑模多步预估控制

针对网络控制系统中出现的长时滞、网络诱导噪声和数据包丢失,提出了的滑模多步预估控制器的设计方法.首先对提出的控制器进行了描述,它利用滑模控制的强鲁棒性来克服网络诱导噪声,采用多步预估的办法来处理网络中的时滞和数据包丢失.进而对导出的闭环网络控制系统的稳定性进行了分析.最后对通过网络控制的直流电机,采用所提出的方法设计了控制器,仿真结果验证了方法的有效性.     

基于双观测器的网络控制系统稳定性分析

网络控制系统存在网络诱导时延和数据包丢失等问题,使网络控制系统控制性能下降甚至导致系统不稳定,同时在实际应用中存在双闭环的情况,并且一些系统的状态不可测量。针对上述问题,设计2个状态观测器,利用测量输出进行状态重构,并采用状态观测器对丢包进行补偿,应用指数稳定定理分析整个系统的闭环稳定性,给出状态控制率的求解方法。仿真结果证明,该方法能有效补偿网络控制系统的性能,保证在时延和有数据包丢失情况下的网络控制品质。     

基于时延动态补偿的网络控制器的设计

在网络控制系统中由于网络带宽的限制,不可避免地使网络系统产生网络诱导时延,从而导致系统性能下降甚至不稳定。文章针对延时不确定使得Smith预估补偿控制效果差的问题,提出了新的Smith补偿控制算法,根据控制器反馈信息对网络延时进行动态补偿,并与模糊PI控制方法相结合,构成Smith预估模糊PI控制器,使得闭环控制系统即使在模型失配的情况下,仍具有较高的稳定性、较强的鲁棒性。仿真结果表明,该方法可行有效。     

有时延和丢包的网络控制系统的补偿策略

由于网络控制系统中网络诱导时延和数据包丢失等问题的存在,使得网络控制系统控制性能下降甚至导致系统地不稳定。同时在实际应用中,一些系统的状态是不可测量的。针对上述问题,设计了状态观测器,利用测量输出进行了状态重构,并利用状态观测器对丢包进行了补偿。最后应用指数稳定定理分析了整个系统的闭环稳定性,给出了状态控制率的求解方法,并对一直流电机进行了仿真,仿真实验结果表明,该方法能有效地补偿网络控制系统的性能,保证了在时延和有数据包丢失的情况下网络控制系统的稳定性。     

基于时延预估的网络控制系统研究

针对基于Internet环境下的控制系统中，网络时延、丢包、包序颠倒等问题对闭环实时控制系统性能造成的影响，提出了一种基于时延预估补偿控制的闭环实时控制方法。该方法引入一个网络时延存储队列，对网络时延进行在线预估，通过Smith预估器对控制系统进行动态补偿。同时，利用一类非线性PID的非线性特性对传统PID控制器进行改进，以改善时延随机性对控制系统的影响。仿真结果证明，该方法对模型精确已知的一类控制对象有较好的控制效果。     

具有时延和数据包丢失的网络控制系统稳定性

针对单数据包传输情况,将同时存在网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统建模为具有事件约束的异步动态系统,依据Lyapunov稳定性原理,提出了同时存在网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统指数稳定的网络诱导时延条件和数据包丢失条件,对条件进行了实例仿真验证,仿真结果表明该条件是有效的.     

存在时延和数据丢失的网络控制系统的控制器设计

研究了存在时延和数据丢失的网络控制系统的控制器设计问题．鉴于数据丢失现象和网络诱导时延的存在,将网络控制系统建成随机时延切换模型．利用李亚普诺夫方法,给出了使网络控制系统均方渐近稳定的新颖且与时延相关的条件．基于这个条件,理想的控制器可通过求解若干个线性矩阵不等式得到．利用一个数值例子证明了方法的有效性．     

基于状态空间模型的网络化广义预测控制

针对网络化控制系统中存在的网络诱导时延和数据包丢失,考虑了基于状态空间模型的网络化广义预测控制问题,提出一种采用最小预测步长和预测控制向量分别补偿网络诱导时延和数据包丢失对系统性能影响的新方法.分别给出了存在数据包丢失、网络诱导时延以及两者同时存在情况下的控制器设计方法.仿真实验结果验证了所提出算法的有效性.     

具有时延的网络控制系统控制器设计

针对一类存在随机时延的网络控制系统,传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动,提出了一种新的具有随机时延的网络控制系统的建模方法-离散模糊T-S模型,在此模型的基础上应用并行分布补偿（PDC）原理设计了模糊控制器。应用Lyapunov定理和线性矩阵不等式（LMI）方法,研究了系统的稳定性问题,给出基于LMI的状态反馈模糊控制器的设计方法。通过仿真实例验证控制方法能够保证系统稳定。     

网络控制系统Smith Fuzzy PID控制器的设计

针对网络控制系统中普遍存在的时延问题,提出了一种将模糊自适应算法和Smith预估补偿算法与常规PID控制器相结合的智能控制策略。该方法充分利用了Smith预估控制算法对带时延系统的良好控制能力,同时利用模糊推理算法实现对PID参数的在线自整定,进一步改善PID控制器的性能。仿真结果表明,基于该智能控制器的网络控制系统克服了传统PID控制超调量大及常规Smith预估补偿过分依赖于被控对象精确数学模型的缺陷,可以有效降低时延对系统性能的不利影响,使被控对象具有良好的动、静态特性。     

存在数据包丢失NCS系统的补偿估计器的建模与分析

对同时存在网络诱导时延及数据包丢失的一类网络控制系统进行了研究和分析。针对时延网络系统存在的数据包丢失,设计出包丢失估计补偿器,用补偿器的信息来更新控制器并建立系统模型,从而有效降低了时延和丢包对系统的影响,最终提高系统性能。与此同时,通过李亚普诺夫稳定性理论来对闭环系统进行了稳定性分析,并给出控制器的设计方法。最后,通过了实例仿真,证实了带补偿器和估计器的网络控制系统设计的有效性。     

网络控制系统随机稳定性研究

研究了具有随机网络诱导时延及数据包丢失的网络控制系统随机稳定性问题. 本文用一个具有两个状态的马尔可夫链来描述数据通过网络传输时随机数据包丢失过程, 利用马尔可夫跳变线性系统理论, 将网络控制系统建模为一个具有两种运行模式的马尔可夫跳变线性系统, 给出了在状态反馈控制下网络控制系统随机稳定的线性矩阵不等式形式的充分条件, 最后用一个仿真示例验证了该方法的有效性.     

Time delay and packet dropout compensation for networked control systems: a linear estimation method

This article studies the problem of H _∞ controller design for networked control systems (NCSs) with time delay and packet dropout. A linear estimation-based time delay and packet dropout compensation method is proposed. The delay switching-based method is presented to deal with the variation of time delay, and H _∞ controller design is presented for NCSs with packet dropout compensation by using linear matrix inequality (LMI)-based method. Then the combined delay switching and parameter uncertainty-based method is presented to model the variation of time delay, and H _∞ controller design is also presented. The simulation results illustrate the effectiveness of the newly proposed linear estimation-based time delay and packet dropout compensation.     

具有数据包丢失的奇异网络控制系统指数稳定性

考虑存在时延和数据包丢失的情况,研究了奇异被控对象的网络控制系统建模与指数稳定性问题.当时延不大于一个采样周期且数据包丢失率一定时,将正则、无脉冲的奇异网络控制系统建模为数据包丢失率约束的异步动态切换系统,给出了状态反馈和动态输出反馈的统一数学模型;推导出数据包丢失率约束的系统指数稳定的充分条件,给出了使系统指数稳定的最大允许数据包丢失率,仿真结果表明了该方法的有效性和可行性.     

网络控制系统稳定性研究

综述了目前网络控制系统的研究现状,介绍了随机延迟问题、数据包丢失问题和多通道输出问题的建模以及各种控制策略.在此基础上,分析了网络控制系统稳定性研究中尚待解决的问题以及一些新的研究方向.     

传输时延和时钟同步对以太网控制系统的影响

在分析报文传输时延和时钟同步精度对EPA网络(工业以太网)控制系统的实时性和稳定性的影响的基础上, 提出了新的基于马尔科夫链的时延模型. 给出了在系统稳定的情况下, 通信宏周期、协议传输时延和时钟同步精度应满足的条件. 建立了无丢包情况下的EPA网络控制系统模型. 提出了EPA控制系统稳定时, 可以设置的最小通信宏周期的计算方法.     

不确定时滞模糊系统的鲁棒H∞网络控制

A robust H_∞networked control method for Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems with uncertainty and time delay is presented.A state feedback controller is designed via the networked control system (NCS) theory.Sufficient condition for robust stability with H_∞performance is obtained.Network-induced delay in network transmission and packet dropout are analyzed. Simulation result shows the validity of this control scheme.     

Stabilization of nonlinear networked probabilistic interval delay systems with sensor random packet dropout

In this paper, the problem of stabilization for nonlinear networked systems with probabilistic interval delay and sensor random packet dropout is investigated. By employing the information of probabilistic distribution of time‐varying delay and considering random sensor packet dropout with compensation, the nonlinear stochastic delayed system model is established. Based on the obtained model, by choosing an appropriate Lyapunov function and utilizing a new discrete Jensen‐type inequality, sufficient conditions are derived to obtain the relation of the maximum allowable delay bound, delay interval occurrence rate and packet dropout rate to the stochastic stability of nonlinear networked control systems. Two kinds of design procedures for output feedback controller are also presented in terms of solving corresponding linear matrix inequalities. Numerical examples are provided to illustrate the effectiveness and applicability of proposed techniques. Copyright © 2011 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society