网络控制系统中的时戳预测函数控制

传统预测函数控制算法不能有效处理网络控制系统中的随机延迟,为此提出了时戳预测函数控制算法.该算法使用时间戳来估计由网络引入的控制延迟,在预测系统未来输出时明确考虑了该延迟,然后借鉴传统预测函数控制算法的基本策略,得到了适用于网络控制系统的控制规律.进一步由TrueT im e工具箱搭建了网络控制系统仿真平台,对比了时戳预测函数控制算法和传统预测函数控制算法.仿真结果表明随着网络引入延迟的增大,时戳预测函数控制算法给出控制品质明显优越于传统预测函数控制算法.     

一种针对延迟的时间标记动态矩阵控制

由网络引入的通信延迟能导致系统性能退化甚至不稳定，针对这种网络控制系统中的延迟，引入时间标记的动态矩阵控制算法（TSDMC），建立随同时间标记的通信延迟模型。通过时间标记测量网络延迟，在线校正系统的阶跃响应系数和控制系数．并给出了算法的推导过程。根据仿真的确认，这种新的算法能得到比传统动态矩阵控制算法更好的控制性能，改进了网络控制系统可靠性。     

基于动态矩阵的随机时延丢包网络控制系统

针对网络控制系统(NCS)中存在的时延可能大于一个采样周期,以及网络传输存在丢包可能的情况,提出了改进的动态矩阵控制(DMC)算法,通过在线纠正系统的阶跃响应系数来处理时延造成的系统误差,并通过建立缓存器,当数据传输过程中出现丢包时利用动态矩阵算法计算控制量及未来输出预测值的冗余信息来替代丢失的实时信息,减少丢包对系统性能的影响.最后通过基于TrueTime的实时仿真系统研究,对比了不同时延及丢包率情况下改进算法与传统动态矩阵控制算法的效果,表明随着时延和丢包率的增大,改进动态矩阵算法的优势明显,从而验证了该方法的有效性.     

动态矩阵控制在网络时延补偿中的应用研究

在网络控制系统中,随机传输时延大大降低了系统的控制性能,并导致系统的不稳定.针对以太网在网络控制系统中的随机传输时延问题,提出了一种基于DMC的NCS时延补偿控制方案.该方案采用DMC算法设计控制器,同时通过网络时延补偿器和动态缓冲器整定控制量,使系统输出能迅速跟踪突变输入.利用TureTime工具箱进行仿真实验,结果证明了该算法在处理网络控制系统的时延问题时具有有效性和可行性.     

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DFNN的动态矩阵网络控制系统的应用研究

针对网络控制系统中的随机时延,提出一种基于动态模糊神经网络的动态矩阵网络控制系统。利用动态模糊神经网络的特点,提高系统动态响应性能。在以太网的网络环境下,通过实验仿真结果表明,该方法响应快,提高了系统的跟踪精度,具有更理想的控制效果。     

关于网络控制系统中的延迟对系统性能影响的研究

对于有关网络控制系统中存在的延迟对系统的稳定性及其它性能的消极影响及补偿方法，做了较系统的分析．把系统按其延迟大于或小于一个采样周期，定常或时变，确定或随机的不同性质进行分类．并对相继时刻的随机延迟相互独立或者条件相关的不同特点进行了讨论．总结了保证系统均方稳定性的随机控制方法，提出研究网络控制系统的模型方法具有多样性，但其模型框架有值得探讨的一致性，并指出了网络控制系统研究工作创新性之中的鲜明的继承性．     

随机长延迟同步网络控制系统的建模与最优控制

讨论了具有随机长延迟的同步网络控制系统的建模问题，并提出了这类系统的通用模型．在模型的推导过程中，引入了数据包的有效到达时刻和等效到达时刻的概念．通过对数据包的实际到达时刻等效化处理，对数据包丢失或者在接收时顺序错乱等情况下的网络控制系统进行建模，从而推导出了通用的网络控制系统模型．在此基础上利用状态预测和动态规划设计出了长延迟网络控制系统的最优控制器，并通过实例证明其有效性．     

网络控制系统的随机最优控制综述

网络控制系统由于网络的引入而出现了数据延迟。在处理随机发生的延迟上,用最优控制的方法是比较有效的。目前为止出现了不少有关网络控制系统的最优控制的结果,论文旨在对网络控制系统的最优控制方面的研究现状进行介绍,并指出进一步研究的方向。     

闭环网络控制系统研究综述

系统地介绍了目前闭环网络控制系统的研究现状 .基于信息传输延迟的随机时变特性 ,对对象建模、闭环网络系统的确定性控制以及随机控制等各种控制策略进行了论述 .并在此基础上 ,分析了闭环网络控制系统设计中尚待解决的问题以及一些新的研究方向     

具有随机丢包的线性网络控制系统控制器设计

研究一类双向通道里同时存在随机数据包丢失的线性网络控制系统的控制器设计问题,随机数据包丢失同时存在于传感器-控制器和控制器-执行器网络通道里,随机数据包丢失采用满足Bernoulli分布的二进制切换序列来描述.在发生随机数据包丢失时,可采用闭环系统均方指数稳定的动态输出反馈控制器存在的充分性判据,并给出了基于线性矩阵不等式(LMI)的控制器求解方法,并通过一个仿真算例验证了控制器的正确性.     

Structural Properties of Networked Control Systems With Bandwidth Limitations and Delays

The structural properties of networked control systems with both bandwidth limitations and delays are investigated. Sufficient conditions are given for controllability (stabilizability) and reconstructibility (detectability). Our results enhance previous works by capturing bandwidth limitations and delays simultaneously. The adopted modeling framework could be readily used in control and estimation methods, including optimal and predictive schemes. It also facilitates the use of scheduling optimization algorithms in conjunction with the control scheme presented.     

不确定时滞网络控制系统的非脆弱控制器设计

研究了具有状态时滞的不确定网络控制系统的鲁棒非脆弱控制器设计问题。基于Lyapunov稳定性理论,给出使系统的状态反馈非脆弱控制器,并以线性矩阵不等式形式给出了系统的渐进稳定的充分条件,所得条件可以通过Matlab十分方便求解。     

Generalized Extended State Observer Based Control for Networked Interconnected Systems with Delays

This paper is concerned with the generalized extended state observer based control for a class of networked interconnected systems with short time‐varying delays. First, the uncertainties induced by the delays are modeled as an additive bounded disturbance. Then, a novel state feedback stabilizing controller is designed based on generalized extended state observers (GESOs). The GESO is used to estimate the system state and the disturbance simultaneously, and the effect of the uncertainty induced by the delay is eliminated by the GESO based controller. Finally, an illustrative example is provided to verify the effectiveness of the proposed method.     

时延网络控制系统的H∞ 鲁棒预测控制

针对具有输入约束和外部扰动的不确定长时延网络控制系统(NCSs),研究了H_∞鲁棒预测状态反馈控制律的设计问题.基于预测控制的滚动优化原理,导出了闭环NCS渐近稳定且具有鲁棒性能指标上界的充分条件,给出了状态反馈控制律的设计方法.最后,通过仿真研究验证了所提出方法的有效性.     

时变延迟网络化控制系统中新型控制器的设计

网络化控制的出现,大大推动了现代控制技术的发展,正成为新的研究热点。针对网络化控制系统,提出了一种新型的延迟状态变量模型,以此为基础设计了线行二次型最优控制器(LQR)。同时也给出了在线估计延迟的方法。因为在具有时变延迟的网络化控制系统中,LQR控制器很难实施,又给出了一种模糊逻辑-LQR控制器的设计方法。实验控制结果表明,这种新型控制器使时变延迟的网络化控制系统稳定,且具有很好的性能鲁棒。     

具有短时延的网络控制系统的一种鲁棒控制方法

针对具有短时延的网络控制系统, 本文提出了一种基于鲁棒控制的方法来解决该类系统的稳定化控制问题. 考虑状态反馈控制律, 将闭环网络控制系统描述为一个离散时间线性不确定系统模型, 其中的不确定部分反映了时延的时变特性对系统动态的影响. 得到了该闭环网络控制系统的渐近稳定性条件, 且该条件建立了闭环网络控制系统稳定性与两个时延参数, 即允许时延上界和允许时延变换范围, 之间的定量关系. 进一步的, 还给出了稳定化反馈控制器的设计步骤. 最后通过一个示例验证了本文所提出方法的有效性.     

时延网络化控制系统中智能控制器的设计

网络化控制系统的出现,大大推动了控制系统的发展,正成为新的研究热点。针对网络化控制系统,建立了一种新型的状态变量模型,以此为基础设计了线行二次型最优控制器(LQR)。同时也给出了时钟同步估计网络延迟的方法。在LQR控制器的具体实施中,又给出了一种智能模糊逻辑设计的方法。实验控制结果表明,这种智能控制器能使时变延迟的网络化控制系统稳定。     

一种带有动态输出反馈控制器的网络控制系统的Markov跳变模型

对于网络控制系统(Networked control systems, NCS)中的随机延迟时变有界, 其上界大于一个采样周期的情况, 建立了带有动态输出反馈控制器的连续时间系统模型. 以此为基础, 应用连续时间系统模型离散化与增广状态空间方法, 建立了受控于有限状态Markov链的离散时间跳变系统模型. 在该系统的稳定性控制器设计中, 给出了一种求内点法的初始可行解的方法, 从而解决了所建模型的可解性问题. 理论分析和车载倒立摆上的仿真计算表明, 由上述模型与改进算法所给出的动态输出反馈控制器能使系统稳定.