MIMO网络控制系统的控制器设计

研究了长时延有界的情况下,多输入多输出网络控制系统发生传感器故障时的控制器设计问题。首先,利用容错控制的思想建立了多输入多输出网络控制系统发生传感器故障时的模型。在此基础上,借助切换系统的理论,分析了闭环网络控制系统的稳定性,用线性矩阵不等式（LMI）形式给出了多输入多输出网络控制系统渐近稳定的充分条件和控制器的设计形式。仿真结果表明,该方法可以对多输入多输出网络控制系统中传感器故障问题进行有效的容错控制。     

短时延多包传输网络控制系统的稳定性分析

提出一种短时延多包传输网络控制系统的建模方法.把多包传输网络控制系统建模为具有一定切换规则的线性切换系统模型.利用切换系统理论和鲁棒稳定性理论，得到多包传输网络控制系统的渐近稳定性判据,并首次提出周期动态输出反馈镇定控制器的设计方法.最后通过数值算例证明文中结论的可行性和有效性.     

有数据包丢失和时延的网络控制系统稳定化

在同时考虑网络时延和数据包丢失的基础上,研究了网络控制系统的反馈控制器设计问题;用迭代的方法分析了数据包的丢失问题。在当前的状态测量不能被控制器实时得到时,利用旧的信息来控制系统,将网络化控制系统建模为切换模型。基于切换系统理论和分段Lyapunov函数理论,构造了线性矩阵不等式,推导出网络控制系统反馈控制器稳定的充要条件。数值仿真算例说明了所提方法的可行性和有效性。     

时延加权融合技术的无线传感器网络控制

本文研究了无线传感器网络控制系统的建模、稳定性与控制器设计问题.首先建立一个新的无线传感器网络控制系统模型,然后提出一种用于多个传感器数据融合的时延相关加权均值方法,并通过系统建模及分析,把无线传感器网络控制系统稳定性问题转换成为具有多个传输时延和丢包现象的多传感器单控制器网络控制系统稳定性问题.并利用线性跳变系统理论...     

短时延多包传输网络控制系统的容错控制

研究了存在数据丢失的短时延多包传输网络控制系统在静态调度和动态调度下的控制器设计问题。把未能成功传输数据的传感器节点视为暂时失效,将网络控制系统建模为一类具有时变传感器“故障”的系统。在静态调度策略下,将系统建模为一类具有一定切换规则的周期系统,利用容错控制理论和周期系统理论得到系统稳定性判据;在动态调度策略下,将系统建模为一类具有有限子系统的自主切换系统,利用容错控制理论和切换系统理论给出了系统的稳定性条件。并利用控制器和观测器的协同设计方法给出了系统在静态调度和动态调度下的容错控制律和状态观测器设计方法。数值仿真算例证明了结论的可行性和有效性。     

基于脉冲切换控制的网络控制系统的镇定性

在网络控制系统的优化中,研究了离散时间域内带随机时延的网络控制系统的镇定性优化问题.首先将随机时延建模为一个马尔可夫链,然后在网络控制系统中引入模态依赖的脉冲切换控制器,建立了采用脉冲切换控制的网络控制系统模型.利用系统模型随机稳定性理论推导,得到使网络控制系统稳定的充分必要条件,并用迭代线性矩阵不等式方法求解了控制器,最后利用小车倒立摆做被控对象进行了数值仿真,仿真结果说明了控制方法的有效性.     

时延与丢包情形下的网络控制系统量化反馈镇定

网络控制系统是通过实时网络来形成闭环反馈的控制系统。网络的介入会带来许多不确定因素,包括网络诱导时延和数据包丢失以及量化误差,它们会影响系统的稳定性,严重时甚至会导致系统失稳。本文针对短时延网络控制系统,考虑传感器-控制器和控制器-执行器两个通道都存在数据包丢失,在传感器到控制器端设立量化器,将系统建模为一个异步动态系统,利用异步动态系统指数稳定性理论、线性矩阵不等式工具分析了闭环系统稳定性,并基于MATLAB软件的线性矩阵不等式(LMI)工具箱实验仿真进行有效性验证,结果证明了方案的可行性,最后给出控制器参数的设计方法。     

被动变采样周期网络控制系统的H∞控制器设计

本文研究了具有被动变采样周期网络控制系统的H∞控制器设计问题。提出了基于采样周期切换的方法（采样周期在有限集合内切换），并利用该方法将具有时变采样周期及时延的网络控制系统建模为切换系统。在此基础上，通过求解满足一组线性矩阵不等式约束的多目标优化问题，研究了网络控制系统的H∞控制器设计方法。仿真结果验证了基于采样周期切换的H∞控制器设计方法的有效性。     

具有控制约束的网络控制系统的鲁棒H∞控制

针对具有控制约束的网络控制系统（Networked Control Systems,NCS）的特点,建立了具有外部扰动的网络控制系统模型,对其H∞性能加以分析和研究,并验证所取得的理论成果．假设具有控制约束的网络控制系统的口。控制器与执行器均为事件驱动,传感器为时间驱动,且网络诱导时延小于传感器的采样周期,然后将此类网络控制系统的广义被控对象建模为一类线性离散系统,运用Lyapunov函数和线性矩阵不等式（LMI）,导出闭环系统渐近稳定且满足给定H∞性能指标的充分条件,并给出了控制器的具体求法。得到了系统的H∞控制器存在条件及具体方法,通过设计该控制器,使具有外部扰动的网络控制系统的性能有很大的改善,通过Matlab仿真证明该控制器行之有效。     

具有双通道数据包丢失的Delta算子系统故障检测

研究同时存在双通道数据包丢失和时变时延的Delta算子网络控制系统（NCSs）故障检测问题.假定数据包丢失发生在控制器到执行器、传感器至控制器的数据传输过程中，并且利用两个相互独立的伯努利随机变量描述是否发生丢包.将上述的NCSs建模为网络切换系统，提出任意切换律下故障检测滤波器的设计方法.利用线性矩阵不等式（LMIs）方法、Lyapunov-Krasovskii泛函和平均驻留时间等得出所考虑的网络切换系统具备指数均方稳定性的充分条件.证明了所用的网络切换系统满足H_∞性能，并推导出了滤波器参数的显式表达.数值仿真结果验证了所提方法的有效性.     

具有输出时延的网络控制系统故障检测

考虑一类具有长时延的网络控制系统,假定其传感器到控制器之间存在输出时延,对其进行故障检测研究.建立具有时延补偿功能的故障观测器,得到状态估计误差方程.基于离散切换系统理论,将观测器系统的稳定条件归结为一个线性矩阵不等式.当系统正常时,只要给定的矩阵不等式条件成立,该观测器系统就是渐近稳定的.当系统发生故障时,观测器残差能够迅速发生跳变,从而检测出故障的发生.仿真示例验证了方法的有效性.     

一类基于观测器状态反馈镇定的网络化控制系统

本文研究仅仅在传感器与控制器之间存在网络的网络化控制系统的观测器以及控制器的设计问题．考虑系统同时存在随机时滞和数据包丢失的情况，通过求解线性矩阵不等式，设计出了保证网络化控制系统渐近稳定的观测器以及控制器．最后给出一个实例说明了此设计方法是有效的．     

具有异步时钟的长时延网络控制系统故障检测

考虑一类存在异步采样时钟的不确定长时延网络控制系统．假定其可能发生故障，设计了离散状态观测器，对其进行故障检测．当系统正常时，观测器系统的稳定性条件被近似为一个包含线性矩阵不等式条件的最小化问题；只要该最小化问题有解，则整个系统是渐近稳定的．当系统发生故障时，该观测器残差能够迅速发生跳变，从而检测出故障的发生．给出一个仿真示例验证了文中方法的有效性．     

基于观测器的网络控制系统的故障检测

研究了具有输出传输长时延的网络控制系统基于观测器的故障检测,在总结其设计方法的基础上利用预测状态作为控制器的输入,设计了具有延迟补偿功能的状态观测器,通过求取观测器增益矩阵来使得状态重构能跟上实际状态的响应性能。产生的残差信号对干扰信号和不确定项具有较强的鲁棒性,同时对故障信号具有较高的灵敏度。最后给出了网络控制系统基于观测器的故障检测的设计步骤。     

基于无记忆降阶观测器的网络化控制系统故障检测方法

网络化控制系统(Networked Control System,简称NCS)研究的是如何通过网络实现闭 环控制,是涉及控制科学和计算机网络等多个学科知识的跨学科研究领域.本文将网络化控制系 统视为带有时延的采样控制系统,构造了一个无记忆的降阶状态观测器,通过比较观测器输出和 系统实际输出来产生残差,从而对网络化系统的控制故障进行了检测.仿真结果表明此方法是可 行的.     

存在通信约束和时延的多输入多输出网络控制系统镇定研究

讨论了一类存在通信约束和时延的多输入多输出网络控制系统（NCS）的建模和控制问题.该NCS具有多个传感器和执行器，由于网络通信受限,在同一时刻只能允许部分传感器和执行器访问网络.传感器和执行器访问网络的过程可以用两个马尔可夫链来描述,并且在假设传感器—控制器时延和控制器—执行器时延均为短时延的情况下,将整个闭环NCS建模成一个具有两个模式的马尔可夫切换系统.基于LMI技术和李亚普诺夫方法,给出了闭环NCS随机稳定的充分条件,并给出了状态反馈控制器的设计方法.最后的数值算例验证了所提方法的有效性.     

基于观测器的非线性网络控制系统容错控制

研究了一类基于观测器的非线性连续网络控制系统容错控制器设计问题.针对传感器采用时间驱动方式,控制器和执行器均采用事件驱动方式的网络控制系统,设计了观测器,建立了基于状态观测器的增广闭环系统模型.利用线性矩阵不等式和自由权矩阵的方法,推导出闭环系统渐近稳定的充分条件,给出了观测器和容错控制器协同设计的方法.实例仿真证明了所用方法的有效性.     

一类基于观测器的非线性网络化控制系统的绝对稳定性

主要考虑了基于观测器的Lurie网络化控制系统的绝对稳定性问题. 由于采用了基于观测器的反馈控制器, 传感器到控制器的网络诱导时延和控制器到执行器的网络诱导时延不再能合并到一起处理. 首先通过状态增广方法将Lurie网络化控制系统建模为一个多时滞的Lurie系统, 然后利用Newton-Leibniz公式和添加自由权矩阵的方法给出了时滞依赖的稳定性条件. 在此基础上, 给出三种求解控制器和观测器增益矩阵的方法. 此外, 还分别给出了被控对象存在范数有界不确定性和结构不确定性时系统的鲁棒稳定性条件及鲁棒控制器设计方法, 所有得到的结果都是以线性矩阵不等式的形式给出的. 便于利用线性矩阵不等式工具包进行求解. 最后, 通过两个仿真算例说明了方法的可行性和有效性.     

基于T-S模型的网络控制系统故障诊断

针对一类参数不确定并具有时延和丢包情况的非线性网络控制系统,为达到快速准确的进行故障诊断的目的,提出了一种基于T-S模糊模型的故障诊断方法.通过建立此系统的T-S模糊模型,利用平行分布补偿时延的思想设计了满足系统稳定性条件的状态反馈控制器,以及通过引入随机切换系统表示数据有无丢失情况下的基于模糊观测器的鲁棒故障诊断方法,然后基于 Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法给出了该闭环网络控制系统渐近稳定的充分条件,最后通过仿真例子验证了该方法能够使闭环控制系统渐进稳定以及能够准确的进行故障诊断,验证了所设计方法的有效性.