不确定时滞系统的保性能控制

基于时滞系统的一个新的指数稳定性定理,考虑了时不变不确定时滞系统的保性能控制问题.利用一种新的分析技术,通过解两个Riccati不等式和一个线性矩阵不等式得一保性能控制器,该控制器可保证闭环系统指数稳定且使系统满足一定的性能指标.与一般的不确定时滞系统保性能控制不同,所得的性能指标的上界中含有参数,可通过调整参数值的大小来使性能指标达到最优.所得Riccati不等式中含有时滞,因此该判据是时滞相关的.数值算例证明了该方法的适用性.     

一类非线性时滞系统的保性能控制器设计

针对一类具有非线性控制输入的参数不确定时滞系统和给定的保性能指标,研究了此类系统的保性能控制问题.利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式工具,得到了非线性不确定时滞系统的保性能控制存在的充分条件.与现有结果相比,考虑的保性能控制器是非线性的,并且保性能控制器可由线性矩阵不等式的解给出.得到的保性能控制器不仅保证...     

基于自适应事件触发的时滞系统分布式${l_2}text{-}{l_infty}$滤波

研究一类基于自适应事件触发机制的时滞系统分布式滤波问题.自适应事件触发条件由滤波器自身最新释放数据、当前时刻估计值及邻居节点最新释放数据共同决定.此事件触发机制采用阈值自适应调节方案,阈值参数在保证滤波器性能的前提下根据滤波误差动态变化,最大程度上节约网络通信资源.首先,给出滤波误差系统均方指数稳定的充分条件;其次,构造一个Lyapunov函数来分析滤波误差系统满足l2-l∞的性能指标;再次,设计离散时滞系统分布式l₂-l_∞滤波器,并通过线性矩阵不等式方法求解滤波器参数;最后,通过仿真实例说明滤波器能够降低系统时滞带来的影响,且在保证滤波性能前提下减少通信次数,节约网络资源.     

一类不确定切换模糊时滞系统的保性能控制

针对一类存在时滞的不确定切换模糊系统,研究系统的保性能控制问题.利用平行分布补偿算法(PDC)给出保性能控制器的设计方法,利用单Lyapunov函数方法和多Lyapunov函数方法,给出不确定切换模糊时滞系统保性能控制器存在的充分条件和切换律设计.使得闭环系统对所有允许的不确定,在所设计的控制器和切换律下实现保性能控制.仿真结果表明方法的有效性.     

一类分布时滞不确定系统的鲁棒非脆弱保性能控制器设计

研究了一类具有分布时滞的线性不确定系统的鲁棒非脆弱保性能控制问题.考虑分布时滞系统和状态反馈控制器均具有时变不确定性,通过构造新的含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,并结合不等式推导技巧,以线性矩阵不等式形式给出了系统鲁棒非脆弱保性能控制器存在的充分条件.该方法保证了给定的二次性能函数不超过一个确定的界并且是分布时滞相关的.仿真实例表明了该方法的可行性和有效性.     

带不确定时滞的中立型系统之鲁棒非脆弱保性能控制

针对一类动态不确定时滞中立型系统,研究了非脆弱鲁棒保性能控制器设计问题.考虑的中立型系统和状态反馈控制器均具有不确定性.在适当的假设下利用Lyapunov稳定性方法,以线性矩阵不等式的形式,给出了使该动态时滞不确定中立型系统二次稳定及非脆弱鲁棒保性能状态反馈控制器存在的充分条件.通过求解相应的线性矩阵不等式就可得到系统的非脆弱鲁棒保性能控制器,同时也能保证二次性能函数不超过一个确定的界.最后,用数值仿真验证了所给方法的可行性.     

不确定离散时滞系统的时滞相关保性能控制

针对一类范数有界不确定离散状态时滞系统,研究了系统时滞相关保性能控制问题.通过在李亚普诺夫函数的前向差分中引入零项式和松弛变量,得到了改进的系统保性能控制律存在的时滞相关条件.针对控制律存在的时滞相关条件不是用严格线性矩阵不等式表示的情况,得到了一个改进的求解非凸可行性问题的迭代算法.通过两个数值例子表明所得结论能得到更小的性能指标上界.     

基于自适应事件触发和量化的时滞系统分布式滤波

研究基于自适应事件触发机制和量化的时滞系统分布式滤波问题,设计自适应事件触发机制,此触发机制不仅取决于滤波器自身最新释放数据和当前估计值,还取决于自身和邻居节点最新释放数据的误差。相较于固定参数事件触发,自适应事件触发参数根据滤波性能动态变化。考虑传感器精度和网络传输带宽优先,在数据传输前进行量化处理。构造Lyapunov函数并给出滤波误差系统均方指数稳定且满足l₂-l_∞性能指标的充分条件,设计带有数据量化的离散时滞系统分布式l₂-l_∞滤波器,并通过线性矩阵不等式方法求解滤波器参数。仿真实例说明设计的滤波器能够降低数据量化带来的影响,且自适应事件触发机制相较于固定参数事件触发,在保证滤波性能前提下能够降低数据传输频率,节约网络通信资源。     

不确定离散时滞系统的状态时滞反馈保性能控制器的设计

对一类同时具有状态时滞和输入时滞的不确定离散时滞系统,提出保性能状态时滞反馈控制律的设计问题。结合一个二次型性能指标,基于Lyapunov函数和线性矩阵不等式处理方法,推出状态时滞反馈保性能控制律存在的条件,并用线性矩阵不等式的可行解给出保性能控制律的构造方法。最后给出一个仿真例子证明该方法的有效性。     

不确定随机时滞系统的鲁棒H∞保性能控制

讨论了一类具有时变时滞的不确定It类型随机系统的鲁棒H∞保性能控制问题. 运用Lyapunov-Krasovskii泛函方法, 设计使得闭环系统鲁棒随机指数均方稳定, 且具有给定H∞干扰抑制度 γ 的状态反馈保性能控制器. 控制器存在的充分条件以线性矩阵不等式(LMIs)的形式表示. 进一步, 通过求解具有LMIs约束的凸优化问题, 给出了不确定随机时滞系统的最优保性能控制器的设计方法. 最后通过一个数值例子验证了所提方法的有效性.     

Network-based event-triggered filtering for Markovian jump systems

The problem of event-triggered H_∞ filtering for networked Markovian jump system is studied in this paper. A dynamic discrete event-triggered scheme is designed to choose the transmitted data for different Markovian jumping modes. The time-delay modelling method is employed to describe the event-triggered scheme and the network-related behaviour, such as transmission delay, data package dropout and disorder, into a networked Markovian time-delay jump system. Furthermore, a sufficient condition is derived to guarantee that the resulting filtering error system is stochastically stable with a prescribed performance index. A co-design method for the H_∞ filter and the event-triggered scheme is then proposed. The effectiveness and potential of the theoretic results obtained are illustrated by a simulation example.     

Event-triggered state estimation for Markovian jumping impulsive neural networks with interval time-varying delays

This paper investigates the event-triggered state estimation problem of Markovian jumping impulsive neural networks with interval time-varying delays. The purpose is to design a state estimator to estimate system states through available output measurements. In the neural networks, there are a set of modes, which are determined by Markov chain. A Markovian jumping time-delay impulsive neural networks model is employed to describe the event-triggered scheme and the network- related behaviour, such as transmission delay, data package dropout and disorder. The proposed event-triggered scheme is used to determine whether the sampled state information should be transmitted. The discrete delays are assumed to be time-varying and belong to a given interval, which means that the lower and upper bounds of interval time-varying delays are available. First, we design a state observer to estimate the neuron states. Second, based on a novel Lyapunov-Krasovskii functional (LKF) with triple-integral terms and using an improved inequality, several sufficient conditions are derived. The derived conditions are formulated in terms of a set of linear matrix inequalities , under which the estimation error system is globally asymptotically stable in the mean square sense. Finally, numerical examples are given to show the effectiveness and superiority of the results.     

离散Markov跳变系统事件触发H∞量化输出反馈控制

主要研究了基于事件触发机制的离散Markov跳变系统的量化H∞输出反馈控制问题,对系统的建模、稳定性分析、控制器设计等三个方面进行了研究。首先,提出了事件触发通信机制来确定当前采样数据是否能够传输到控制器当中。其次,在传感器与控制器之间引入对数量化器,利用扇形有界方法,量化采样数据达到降低网络中的数据传输速率的目的。接下来,考虑网络诱导时延建立一种具有外部扰动的Markov跳变时滞系统。构造Lyapunov-Krasovskii 泛函,得到使闭环系统渐近稳定且满足H∞性能指标的充分条件,在此基础上设计相应的输出反馈控制器。最后通过数值仿真来证明本文所提方法的有效性。     

Event-triggered fuzzy filtering in networked control system for a class of non-linear system with time delays

This paper focuses on the design of H _∞ filter and event-triggered scheme for a class of continuous non-linear networked control systems (NCSs) based on fuzzy system appeared with time delays. First, we consider the discrete event-triggered (ET) scheme to make efficient utilisation of bandwidth. Under this ET-scheme, sensor releases the data only when our sampled-data plant violates the specific event-triggered condition. Second, the T-S fuzzy system is used to model the non-linear NCSs. Another purpose of this paper is to design filters involving delays. Such filters have a more general form than the delay-free filters that have been mostly considered in the traditional studies. By using the time-delay system, co-design of event-triggered scheme and H _∞ filter for the delayed NCSs is presented in a unified frame work. To choose the latest data packet and discard the dis-ordered packet logic, zero-order hold is inserted between the fuzzy filter and event generator. Then, by using the novel fuzzy Lyapunov–Krasovskii function approach with free-weighting matrix technique, H _∞ filter design of event-triggered delay NCSs is proposed. Finally, to show the effective result of our co-design method, a tunnel-diode example is given.     

不确定线性时滞系统的一种混杂状态反馈保成本控制及优化设计方法

本文研究一类不确定线性时滞系统的混杂状态反馈保成本控制及优化设计问题.假设存在有限个备选的控制增益已知的控制器,并且其中任何单一的状态反馈控制器都不能镇定系统,基于单Lyapunov函数的方法,给出了混杂状态反馈保成本控制的充分条件及优化设计方案.当备选的控制增益未知时,利用多Lyapunov函数法,同样给出混杂状态反馈保成本控制的充分条件及相应的优化设计方法.最后用仿真验证了文中方法的有效性.     

不确定离散时滞系统经动态输出反馈的时滞依赖保性能控制

考虑了不确定离散时滞系统经动态输出反馈的保性能控制器设计问题．利用离散时滞系统的广义系统表示形式以及有关向量交叉乘积项的界的处理方法，以线性矩阵不等式的形式，给出了一个时滞依赖的保性能输出反馈控制器存在的充分条件．一个数值例子说明了所给方法的有效性．     

Guaranteed Cost Optimal Control of High-speed Train with Time-delay in Cruise Phase

In this paper, a novel guaranteed cost control scheme that takes into account state time-delay and parametric uncertainties is proposed for high-speed train (HST) optimal operation control. First, a linear dynamic model of HST is built, where the basic and additional resistances, in-train force, train effort as well as state time-delay are addressed explicitly. Second, an operation criterion considering the velocity tracking, operation safety and running cost is established. Third, a guaranteed cost controller is then designed to realize the optimal control with trade-off among the multiple objectives. To the best knowledge of the authors, it is the first time to address the velocity tracking, the operation safety and the running cost simultaneously while considering both state time-delay and parametric uncertainties, which corresponds to a more practical scenario in high-speed train control. At last, simulation is carried out to validate the effectiveness of the proposed control scheme under different delay degrees.

     

一类不确定离散非线性时滞系统保性能控制

针对状态不完全可测的一类不确定连续离散时间非线性系统,基于状态观测器研究其保性能控制问题。采用T-S模型对非线性系统进行建模,根据李雅普诺夫稳定性理论,基于线性矩阵不等式(LMI),利用分散化并行分布补偿(PDC)的方法设计了基于观测器的控制器,给出了实现该非线性系统保性能控制的充分条件。在此基础上通过求解相应的线性矩阵不等式组给出了控制器和观测器的设计方法,并通过数值仿真验证了提出的方法,仿真结果表明该方法是正确的。     

欺骗攻击下网络化系统事件触发安全控制

针对网络控制系统受欺骗攻击问题,提出了事件触发器与安全控制器协同设计策略。提出了离散事件触发机制,克服了连续事件触发机制需要新增专用硬件且需要复杂计算避免芝诺现象局限。建立了有机融合欺骗攻击、事件触发机制、网络诱导延时及外部扰动多约束参数的闭环系统时滞模型,推导出了欺骗攻击下事件触发控制系统渐近稳定的充分条件,得到了事件触发器与安全控制器的协同设计条件。仿真验证了方法的有效性。