多路径的无线网络控制系统镇定性研究

研究了多路径传输环境下具有不确定时延的无线网络控制系统稳定性问题。首先采用了一种新方法把不同状态的网络时延信息分离出来,系统中传感器采用时间驱动,执行器和控制器均采用事件驱动方式。假设网络时延小于采样周期,利用不确定理论将无线网络控制系统建模为一类具有多时延的不确定线性离散系统;基于Lyapunov方法,给出了闭环系统稳定的充分条件,并采用线性矩阵不等式技术求出状态反馈控制律;仿真实例验证了该方法的正确性和有效性。     

一类不确定时延网络控制系统的非脆弱H_∞保成本控制

针对控制器具有加法摄动和乘法摄动的一类不确定时延网络控制系统,研究非脆弱H∞保成本控制问题。考虑不大于一个采样周期的不确定时延和有限能量的外部扰动,基于Lyapunov理论和线性矩阵不等式方法,对于所有容许的不确定性使得闭环系统渐近稳定,得到了该系统非脆弱H∞保成本控制律存在的充分条件。利用这几个低保守性的充分条件容易检验一类不确定时延网络控制系统的渐近稳定性,并且满足H∞成本指标上界。最后用仿真例子表明所给出的结果是有效的。     

非线性网络控制系统的双通道时延和丢包鲁棒H∞控制

研究了一类具有双通道时延和丢包的非线性不确定网络控制系统的鲁棒H_∞镇定问题。将网络诱导时延和数据丢包对系统的影响,转化为服从Bernoulli二区间分布的等价时延,并考虑系统的不确定性和外部干扰问题,基于T-S模糊系统建立了非线性系统的新模型,通过构造Lyapunov-Krasovkii泛函和线性矩阵不等式方法,给出了使非线性系统鲁棒渐进稳定,并满足H_∞性能指标的状态反馈控制器存在的充分条件。最后,用数值仿真结果验证了理论分析方法的可行性和有效性。     

网络控制系统的有界输入保性能控制及仿真

针对网络控制系统中存在的数据传输时延，以及由被控对象和控制器之间的不同步给系统所带来的稳定性问题，提出了鲁棒保性能控制器设计方案。将网络系统中的时延的不确定，转化为系统状态方程参数矩阵的不确定；根据实际系统中对控制器输出信号的幅值约束的要求，设计了状态反馈控制律，对导出的闭环网络控制系统应用Lyapunov稳定性理论进行稳定性分析，给出了使系统稳定的充分条件；通过求解线性矩阵不等式得到反馈增益矩阵和系统性能指标上界值。将鲁棒保性能控制器设计方案应用于直流电机系统中，仿真结果验证了所提方案的正确性。与补偿策略的比较，进一步说明了所提控制策略的有效性。     

网络控制系统基于LMI的时延优化方法研究

针对网络控制系统中存在的传输延迟,介绍了一种网络控制系统时延补偿方法,将线性矩阵不等式优化方法引入到控制器的设计中,使闭环系统具有较好的性能。仿真结果表明了所提出方法的有效性。     

具有随机时延的线性网络系统稳定性分析

分析一类双向通道同时存在随机时延的线性网络控制系统（NCS）均方指数稳定问题,随机时延用Bernoulli分布描述。根据Lyapunov稳定性原理构建一个二次形函数,并以此分析闭环系统稳定的充分性判据,给出了基于线性矩阵不等式的控制器解法。最后,给出一个仿真算例对提出方法的有效性进行了验证。     

时滞LPV离散系统的稳定新准则及控制器设计

针对一类具有状态时滞的线性参数变化离散时间系统，提出了一种新的依赖于参数的Lyapunov稳定条件。该准则通过引入一个附加矩阵解除了系统矩阵与依赖于参数的Lyapunov函数之间的耦合而更易于控制系统的分析与综合。在此基础上设计了此类系统的状态反馈控制器，并将控制器存在的充分条件转化为参数线性矩阵不等式的解存在条件。数值仿真验证了所提出算法的可行性。     

随机最优非线性网络控制系统设计

针对网络控制非线性系统中存在的不确定时延，利用Delta算子方法，研究了基于T-S模糊模型的随机最优网络控制问题。采用T-S模型模糊动态逼近非线性系统，将非线性模型模糊化为局部线性模型，设计了本质为非线性的具有时延补偿功能的状态反馈控制器，并进行了稳定性分析，并仿真。结果表明，所提出的建模方法是可行的，实质为非线性的状态反馈的控制器能够有效地补偿时延对系统性能的影响，且补偿效果好。     

带有网络时延的航空发动机分布式系统H∞鲁棒控制

针对具有网络时延的航空发动机分布式控制系统,提出了一种基于鲁棒H∞理论的控制方法。首先建立航空发动机分布式控制系统（DCS）结构模型,将航空发动机控制系统划分成转速控制系统和压比控制系统两个子系统,并在此基础上分别建立其闭环系统的增广模型：并以转速控制系统为例,采用文献[6]中的网络控制方法,利用线性矩阵不等式理论给出闭环系统H∞控制器的设计方法,设计系统的H∞控制器实现对系统存在网络时延的补偿控制。仿真结果表明该控制方法能够克服时延对转速控制系统的影响,实现对转速设定值的稳定跟踪。     

FCMAC实现的再励学习稳定控制系统设计

给出了一种通过再励算法调节网络权值的再励模糊CMAC网络,然后针对一类非线性系统,提出了一种基于此网络的稳定控制系统。控制结构中采用滑模控制使状态到达设计的切换面,保证系统的稳定,另外,用基于瑞励学习的模糊CMAC作为补偿控制器减弱系统不确定部分的影响。最后仿真实例表明了所给算法的有效性。     

具有非线性扰动的网络化随机系统鲁棒控制

针对具有非线性扰动的网络化随机系统的鲁棒控制问题,考虑到反馈控制环中由于实时通讯网络的存在会不可避免地出现网络诱导时延和数据丢失现象,建立了连续时间网络化随机系统模型.在此基础上,设计了状态反馈控制器,使得闭环系统最终均方有界.利用广义系统变换和Lyapunov-Krasovskii泛函方法,得到了闭环系统最终均方有界的充分条件,证明了理想的状态反馈控制器可以通过求解线性矩阵不等式得到.该方法可推广到以双线性随机系统为受控对象的网络化控制系统的镇定控制器设计中.     

基于结构奇异值的网络化水电机组鲁棒控制

考虑到网络化控制系统中的通信延迟会影响被控系统的稳定性，本文依据鲁棒控制理论将传感器、执行器以及控制器之间的不确定延迟采用乘摄动模型来表示，使得控制器可以用鲁棒控制理论来求解。由于m 综合理论能兼顾稳定鲁棒性和性能鲁棒性，因此控制器采用m 综合理论来求解。最后采用本文方法利用SIMULINK对一个实际的水电机组进行了仿真分析，结果表明该方法可以有效抑制延迟对系统稳定性的影响。     

不确定系统的变采样控制

针对如何设计一个状态反馈采样控制器使得具有参数不确定性的系统是指数稳定的问题,研究线性不确定系统的采样控制问题.基于输入延迟方法,将采样控制系统转化为具有时变延迟的连续系统,其中系统矩阵的参数不确定性是时变范数有界的且采样区间是有已知上界的.结合Lyapunov稳定性理论引入了一个新的时间依赖Lyapunov函数,以线...     

Robust fault tolerant control for a class of networked control systems with state delay and stochastic actuator failures

This paper is concerned with the robust fault tolerant controller design of networked control systems (NCSs) with state delay and stochastic actuator failures. By utilizing the input delay approach, an equivalent continuous‐time generalized time delay system in both state and input is obtained. By applying a delay decomposition approach, the information of the delayed plant states can be taken into full consideration, and new delay‐dependent sufficient conditions that ensure the asymptotic mean‐square stability of NCSs with stochastic actuator failures are derived in terms of linear matrix inequalities (LMIs). It is realized by employing a new Lyapunov–Krasovskii function in the decomposed integral intervals and directly handle the inversely weighted convex combination of quadratic terms of integral quantities with reciprocally convex combination technique. Moreover, the proposed approach involves neither slack variable nor any model transformation. A numerical example is provided to demonstrate the effectiveness and less conservatism of the proposed method.Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

列车网络控制系统的调度与控制协同设计方法

网络控制系统存在调度与控制相互约束的问题,针对CAN作为总线的局部列车网络控制系统,为提高其在调度与控制相互约束下的综合性能,以消息传输时延和丢包率为优化目标,可调度条件和控制系统稳定性为约束,将调度与控制协同设计转化为关于传输周期的多目标约束优化问题,并利用遗传算法求解所述问题,得到优化的传输周期,最后给出了优化实例。结果表明,得到的传输周期可以在约束下使网络性能达到最优,满足列车对消息传输实时可靠的要求。在该列车网络控制系统中,所述调度与控制协同设计方法是可行的。