基于内模控制的无线网络控制系统设计

无线网络控制系统由于网络的存在产生诱导时延,时延影响系统稳定性,甚至使系统失去控制。针对这一现象,提出一种基于内模控制的无线网络控制系统设计,在被控对象端添加预估模型,从结构上实现无需确知网络时延的大小,在被控对象预估模型与真实模型相等的情况下,可实现对网络时延的完全补偿。内模控制器的参数调整方便,设计方法简单并容易实现,仿真结果验证了该系统具有良好的跟踪性能,较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

不确定短时延网络控制系统的故障检测

针对远程被控对象为线性模型,且网络诱导时延小于一个采样周期的一类网络控制系统(NCS),假设可能发生执行器故障,对系统进行故障检测。将随机时延对系统的影响转化为未知有界条件下的不确定项,建立了系统的离散数学模型。按照时延补偿策略设计了系统的故障观测器,并基于Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式理论,推导出了整个观测器系统全局渐近稳定的充分条件。仿真例子验证了方法的有效性。     

一类短时延网络控制系统的建模和稳定性

由于网络控制系统NCS引入网络后造成系统时延而造成系统的不稳定性。本文针对一类短时延NCS中,为保证系统的全局稳定问题,研究了该短时延系统的时延有界性。同时,证明了在输出反馈的条件下,分析了系统的闭环稳定性充分必要条件。最后,文章也通过Matlab对被控对象进行仿真实验,进而证明了文中的结论。     

基于GPC算法的网络控制系统研究

针对具有随机时延的一类网络控制系统(NCS),文章设计了一种基于时延补偿和广义预测控制(GPC)算法的控制器。该控制器根据数据包的时间戳计算传感器-控制器时延,通过时延补偿得到被控对象当前的状态和输出,采用GPC算法计算控制量。仿真结果证实了该控制器的有效性。     

基于PLC的模糊神经网络算法的工程应用

模糊神经网络控制器是由模糊控制和神经网络相结合构成,它不依赖被控对象的数学模型,并能自动产生模糊控制规则。将模糊神经网络控制器应用于锅炉燃烧器控制器的设计中。结果表明,使用这种控制器可以取得良好的控制效果。     

移动机器人网络控制系统的输出反馈控制

以线性时不变系统为被控对象,建立了四轮移动机器人网络控制系统的离散数学模型。诱导时延是影响系统性能的关键因素,通过在节点中设置缓冲区的方法可以将网络控制系统中的随机诱导时延转化为确定性时延,从而将网络控制系统由随机系统转化为确定性系统。通过被控对象移动机器人控制实验系统,设计了一个能处理网络诱导时延的输出反馈控制器,分析了采样周期和网络诱导时延对网络控制系统稳定性的影响。仿真结果表明了该控制器和控制策略的正确性及有效性。     

具有时变采样周期的网络化控制系统故障检测

针对具有时变采样周期和时延的网络化控制系统(NCS)故障检测问题,通过矩阵 Jordan 变换,将时变采样周期与时延的不确定霆转化为NCS系统结构参数的不确定霆,建立离散时间凸多面体不确定系统模雿。设计鲁棒故障检测滤波器(RFDF)作为残差发生器,将故障检测问题转化为RFDF的设计问题,通过陑霆矩阵不等式给出滤波器存在的充分条件。数值仿真结果表明,所设计的RFDF滤波器能较快复现故障雷号,对外部干扰和不确定的采样周期及时延具有鲁棒霆。     

智能网络化模糊控制系统的设计与研究

为了解决不确定性变化的网络时延对工业过程控制非线性系统性能影响的问题,将模糊控制与网络化控制思想相结合,设计了一种智能网络化模糊控制器。根据网络时延和远程被控对象的特性在线调整量化因子和比例因子,并对控制规则自动调整和完善,使得网络化控制的动静态特性趋于最优。     

网络控制系统随机延迟的预测控制

针对网络控制系统随机时延、时变等特性造成控制效果不理想的问题,提出一种改进的广义预测控制与递推最小二乘法相结合的预测控制策略.上述控制策略将传统的预测控制运用于网络控制系统中,针对网络随机时延的特性,采用改进的广义预测控制算法对随机时延进行补偿.结合分段可变遗忘因子递推最小二乘法对被控对象模型参数进行在线辨识,可以减少网络控制系统参数突变对系统造成的不利影响.仿真结果表明,所提出的预测控制策略可以有效解决网络控制系统随机时延问题,并且在参数突变的情况下也能够获得良好的控制效果.     

基于时延预测模型的网络补偿控制器设计*

针对网络控制系统中随机双向通道时延引起的不确定性问题,提出一种基于时延在线预测模型改进的补偿控制方法。首先,基于自回归模型构建时延预测模型,通过递推最小二乘法实时更新模型参数以预测前向通道时延,并由区间分割法获得高精度的环回时延;然后,设计状态预估器、网络预测器和时延补偿器对环回时延进行补偿,进一步提高系统性能。采用TrueTime工具箱构建网络闭环仿真系统以仿真实际的网络传输情况,同时对PI控制、传统的时延补偿控制以及改进后的时延补偿控制进行对比实验,验证该方法的优越性。     

基于神经元控制的网络时延补偿策略研究

针对网络控制系统（NCS）中的不确定时延问题,在分析循环服务网络和随机争用网络的时延特性的基础上,提出了一种基于神经元控制器的时延补偿策略.该策略用神经元控制代替常规PID控制,无需建立网络控制系统的精确模型,利用神经元良好的学习能力来克服网络控制系统中不确定时延的影响,并对循环服务网络和随机争用网络这两类网络进行了仿真实验研究.仿真结果表明该策略能保证网络控制系统的良好性能.     

不确定LTI-SISO系统的低通滤波时滞观测器控制

合理利用时滞可能获得意想不到的性能.研究表明,系统的不确定性以及受到的外部 干扰可以利用时滞观测器来进行观测,从而实现系统的鲁棒控制.本文提出了一种低通滤波时 滞观测器.避免了常规时滞观测器控制中出现的控制信号颤振,得到了一种结构新颖的控制器. 仿真结果表明时滞观测器控制系统可以很好地抑制系统的不确定性以及受到的外部干扰,是一 种性能优良的鲁棒控制方法.     

时滞控制及其应用

时滞控制研究的是如何有意识地、合理地在控制器中引入时滞来改善控制系统的性能, 主要由时滞滤波、时滞观测、时滞学习控制三个分支组成. 时滞滤波器利用时滞来滤除按指数衰减的正弦信号, 主要应用于抑制柔性机构的残留颤抖; 时滞观测器利用时滞来观测系统存在的不确定性以及受到的外部干扰, 从而实现系统的鲁棒控制; 时滞学习控制器利用时滞来学习任意周期的周期信号, 实现对任意周期信号的无差跟踪. 系统地提出了时滞控制的概念, 阐明了时滞控制的研究目的和主要研究内容, 综述了时滞控制的研究现状、应用实例, 并提出了一些值得深入研究的问题.     

一种网络控制系统时延补偿方法

本文分析介绍了具有随机时延网络控制系统控制器设计及时延补偿方法,采用广义预测控制(GPC)算法设计控制器。针对输出时延通过对时间加上时间戳来估算时间延迟,并采用状态观测器进行时延补偿,而控制时延则采用队列机制,增加缓存器的方法来保证被控对象获得最优控制信号。通过仿真证实该方法的有效性。     

网络时延的模糊逻辑补偿方法的研究

当网络应用到控制系统中时,网络将引起时延,从而对闭环网络控制系统产生一些不利的影响,比如系统性能下降,系统不稳定等。本文介绍了通过在已有的PI控制器的基础上,再增加一个模糊逻辑补偿器来补偿网络控制系统中网络所引起的时延,其优点是不需要再重新设计已有的PI控制器,而只是简单地将模糊逻辑控制器的输出作为一个参数来调节PI控制器所提供的控制信号。文中采用了MATLAB/SIMULINK仿真,仿真结果表明了该方法的有效性。     

Guaranteed cost control of T–S fuzzy systems with input delay

This paper is concerned with the problem of guaranteed cost control for Takagi–Sugeno (T–S) fuzzy systems with time‐varying input delay. The input delay is of interval type, and no restriction is imposed on the derivative of the time delay. Based on free‐weighting matrix method, new delay‐dependent sufficient conditions for the existence of a fuzzy guaranteed cost controller are provided by means of linear matrix inequalities. Some examples are used to illustrate the effectiveness of the proposed method. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

保障连续媒体流用户层QoS 的缓存控制

研究了缓存控制对媒体流用户层QoS 的影响.多媒体系统信宿端通常采用播放缓存来补偿时延抖动,提高媒体流播放的连续性.缓存控制虽然能够降低时延抖动的影响,却增加了端到端时延.时延或时延抖动是用户可感知的QoS 参数,缓存控制对用户层QoS 的影响究竟如何呢?利用已有的应用层向用户层QoS 映射的研究结果,分析缓存控制参数与端到端QoS 参数、应用层QoS 参数的关系,获得了缓存控制参数与用户层QoS 参数的关系.从理论上深入挖掘缓存控制对用户层QoS 参数的作用,给出了提供确定时延和时延抖动保障的缓存容量值,论证了在网络环境一定时存在提供最佳用户层QoS 的缓存容量值.实验结果验证了分析.     

不确定LTI- SISO系统的低通滤波降阶时滞观测器控制

提出一种低通滤波降价时滞观测器,避免了常规时滞观测器控制中由于时滞状态微分近似引起的控制信号颤振。参考模型的选取只与系统的相对阶次有关,而与系统阶次无关,从而简化了控制器的设计,降低了对系统可测性的要求。仿真结果表明,该时滞观测器控制系统可以很好地抑制系统的不确定性以及受到的外部干扰,是一种性能优良的鲁棒控制方法。     

时滞控制系统的无时滞变结构控制器*

对时滞控制系统的变结构控制器的设计，不是象通常的方法那样在一个泛函空间中进行，而只是在一个函数空间中，即控制器和切换流形均不带有时滞项，此方法削弱了要求控制器有记忆功能的限制。我们还通过例子实现了设计步骤。