一类网络控制系统的稳定性分析

针对网络控制系统中普遍存在的信息量化问题,采用基于模型的控制策略,研究了一类网络控制系统的稳定性.在考虑均匀量化的影响下,对于不同的初始量化误差,分别讨论了系统的稳定性,并给出了保证系统全局指数稳定的充分必要条件以及系统的稳定域范围 .仿真结果验证了所得结论的正确性.

     

具有数据包丢失的网络控制系统主动容错控制

在保证稳定性的前提下,究具有数据包丢失的网络控制系统主动容错控制问题.基于一类包含马尔可夫丢包过程的网络控制系统模型,考虑了执行器可能失效的情况。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,获得了系统的保性能被动容错控制器.从控制性能的角度考虑,针对不同的执行器失效模式,得到了丢包网络环境下系统的主动容错控制器的设计方法.数值示例表明,该控制器设计方法是有效的.

     

基于Ｔ-Ｓ模型的非线性网络控制系统的量化保成本控制

研究一类非线性网络控制系统的量化保成本控制问题．首先在考虑量化因素的影响下,基于Ｔ-Ｓ模糊模型方法建立包含时延、丢包和量化信息的新的非线性网络控制系统模型;其次运用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论和并行分布式补偿（ＰＤＣ）方法给出系统稳定性条件,运用锥补方法和线性矩阵不等式（ＬＭＩ）技术求解量化保成本控制器．仿真结果和横向比较结果验证了该方法的有效性．

     

具有时延和丢包的网络控制系统H∞状态反馈控制

研究了具有时延和数据包丢失的网络控制系统H_∞状态反馈控制问题.考虑了网络控制系统中同时存在时延和数据包丢失的情况,将丢包过程建模为有限状态的马尔可夫过程.在此模型的基础上,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了保持系统均方稳定且满足H_∞性能的控制器存在的充分条件,并给出了相应的设计方法.最后数例仿真结果表明了控制器设计方法的有效性.

     

基于带有随机时滞的多通信通道的网络控制系统镇定

基于带有随机时滞的多通信通道,建立了离散时间网络控制系统模型．利用缓存对丢包进行补偿,并设计了状态反馈控制器,使系统达到随机稳定．采用锥型补偿线性化（ＣＣＬ）算法得到了控制器增益的全局最优解．最后通过倒立摆系统的仿真例子验证了所提出方法的可行性．

     

网络化控制系统综合控制方法研究

在阐明网络化控制系统采用兼顾控制系统性能质量(QoP)和网络服务质量(QoS)的控制方法的必要性和可行性的基础上,提出了一种能够兼顾控制系统QoP和网络QoS的网络化控制系统综合控制方法,并对其工作机理进行分析.在对目前相关的研究工作进行分析总结的基础上,提出了一种基于网络化控制系统综合控制方法的控制模型,最后通过一个数字仿真实例说明了该模型的有效性.

     

基于模型的输出反馈网络控制系统反馈调度研究

针对基于模型的网络控制系统缺乏应对动态变化的网络负载问题,设计反馈调度器,依据实际的网络拥塞情况,调整基于模型的网络控制系统的状态更新时间.为应对状态不完全可测的情况,在控制结构中使用了状态观测器,并证明了所提出系统在可变更新时间情况下的稳定性.仿真结果验证了稳定性条件的正确性和新网络控制系统结构的有效性.     

基于全调节RBF神经网络的远程网络控制器设计

针对一类具有参数不确定项的非线性网络控制系统,提出一种基于全调节RBF神经网络的反馈线性化与远程状态反馈控制方法相结合的控制策略.该控制策略首先通过设计全调节RBF神经网络的权值w,中心值φ和影响范围σ的调节律,在线补偿系统的非线性及参数不确定项;然后利用状态反馈控制解决时延条件下的网络控制问题.通过Lyapunov稳定性理论给出了系统的稳定性定理,并通过仿真实验验证了该方法的有效性.

     

一类具有通信逻辑的网络控制系统稳定性分析

针对具有线性不确定对象的网络控制系统的带宽约束问题,设计了具有周期通信逻辑的网络控制系统的结构,建立了具有周期通信逻辑的网络控制系统模型. 运用现代控制理论和矩阵摄动理论相关原理,进一步证明了系统保持渐近稳定的充分条件 .最后通过仿真算例验证了结论的有效性.

     

基于网络控制系统平均时延的模糊控制器设计

针对网络控制系统（ＮＣＳ）中的随机时延问题,根据实际网络时延的分布情况,提出一种新的具有随机时延的网络控制系统的建模方法———离散Ｔ Ｓ模型,并在此基础上应用并行分布补偿原理（ＰＤＣ）设计模糊控制器．同时提出一种新的模糊控制系统隶属函数的确定方法,利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ定理和线性矩阵不等式（ＬＭＩ）研究系统的稳定性问题,给出了基于ＬＭＩ的模糊控制器的设计方法．最后通过仿真实例验证了该控制方法能使具有时延的网络控制系统稳定．

     

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.

     

网络化控制性能与带宽调度协调优化设计及其仿真

基于网络化控制系统是具有延迟约束的实时系统,首先建立了保证网络控制性能的延迟约束模型,以此为基础提出满足上述延迟约束的带宽调度策略,以兼顾控制系统控制性能和网络系统服务质量;利用时间需求分析,给出在该策略下的周期、偶发与非周期等３种网络数据的可调度条件及延迟估计的算法,给出调度策略与保证网络控制性能的协调优化设计方法;最后提出一种控制系统与网络调度的集成仿真平台,并举例说明了策略的有效性．

     

基于目标状态估计的UAV路径重规划决策模型

变结构离散动态贝叶斯网络能感知突发固定威胁,但难以应用于状态未知的突发机动威胁.针对此问题,提出一种新的无人机路径重规划决策模型.该模型以变结构离散动态贝叶斯网络为基础,在机动威胁目标状态未知情况下,结合Kalman滤波理论,得到基于动态贝叶斯网络的目标状态估计模型,并将其作为一个模块加入路径重规划模型中,实现路径重规划决策.仿真结果证明了所提出的无人机路径重规划决策模型的正确性.

     

基于视觉反馈的非完整机器人不确定链式系统的指数稳定

研究带有未知参数的非完整移动机器人的镇定问题. 基于已有不确定非完整链式模型, 运用辅助变量法和控制输入法分别设计控制器, 使系统状态指数收敛. 所提出的两种控制器不仅克服了对系统初始状态的限制, 而且具有高度的统一性. 仿真结果验证了两种控制方法的有效性.

     

输入饱和受限下的刚体飞行器姿态系统的有限时间镇定

研究存在输入饱和受限下的飞行器姿态控制问题, 提出一种有限时间姿态镇定方案. 针对基于修改的Rodriguez 参数模型的飞行器姿态控制系统, 基于齐次性理论和饱和控制器设计方法, 并充分利用系统的模型结构特征, 设计一类饱和的有限时间姿态控制器, 使得姿态可以在有限时间内被镇定到平衡点. 仿真结果验证了所设计姿态控制器的有效性.

     

基于模型的变门限状态反馈事件触发控制

针对基于模型的事件触发状态反馈控制系统, 提出一种触发门限可变的触发机制. 该触发机制能够在被控对象面临变化较大且快的干扰时, 自动调整触发门限变大, 避免频繁的事件触发导致网络通信资源浪费; 能够在被控对象面临变化较小的干扰时, 通过定时触发, 避免长时间没有事件发生导致的通信网闲置, 同时自动调整触发门限变小, 提升控制性能. 仿真结果表明, 较固定门限触发机制, 所提出的触发机制能利用更少的通信资源实现整体控制性能的提升.提升.

     

内模控制系统鲁棒跟踪控制器的参数化及优化

针对最常用的2自由度内模控制系统,利用基于传递函数互质分解的频域理论,推导了存在模型失配且参考输入和扰动为任意已知函数时,所有能实现稳态无差跟踪的前馈控制器和反馈滤波器的参数化表达式.所得结论同时适用于连续和离散时间系统,并可在参数化基础上实现频域的优化控制.

     

基于网络QOS的网络化控制系统保性能控制

研究存在时延和丢包的非理想网络传输情况下的网络化控制系统的保性能控制问题,得到了在非理想网络传输情况下的网络化控制系统存在保性能控制律的充分条件,提出了基于网络服务质量(QOS)的网络化控制系统的保性能控制器的设计方法,该方法是一种能够兼顾系统控制性能和网络服务质量的综合性控制方法.通过仿真实例验证了该方法的有效性.

     

基于扩张状态观测器的分散模型预测控制

针对复杂关联系统中分散控制方法无法有效解决子系统间的耦合和干扰问题, 提出一种基于扩张状态观测器的分散模型预测控制算法. 首先将复杂关联系统分解为多个状态维数较低、控制变量较少的子系统, 并为每个子系统设计本地预测控制器; 然后, 采用扩张状态观测器对子系统的耦合项以及干扰项进行估计, 进而利用估计值对子系统进行前馈补偿, 从而降低复杂关联系统的计算复杂度, 提高系统的稳定性和抗干扰能力; 最后, 利用液位控制系统验证了所提出算法的有效性.

     

基于反馈线性化的MIMO非最小相位系统指数镇定

针对仿射多输入多输出非线性非最小相位系统,提出了一种新的镇定方案.用反馈线性化解耦系统输入输出关系,通过高增益状态反馈镇定系统外部动态,用模型预测控制镇定内部动态,所设计控制器能保证闭环系统的指数稳定性.仿真结果表明了所提出方法的有效性和优越性.