软件定义网络(SDN)研究进展

网络抽象促使软件定义网络(software-defined networking,简称SDN)的产生.SDN将数据平面与控制平面解耦合,简化了网络管理.首先从SDN诞生发展的背景入手,梳理了SDN的体系结构,包括数据层、控制层和应用层,并按照SDN的层次结构深入阐述其关键技术,特别分析了一致性、可用性和容错性等特性.然后,论述了SDN在不同应用场景下的最新研究成果.最后,展望未来研究工作.  

基于无线传感器网络的LQR输出反馈控制器设计

考虑一类基于无线传感器网络实现闭环的网络控制系统;分析了无线传感器网络中采用的多跳射频通讯技术对网络延时的影响,提出了一种基于客户机-服务器模型的LQR输出反馈控制策略,根据网络延时变化与数据包传递时所经历的跳数之间的关系,将闭环控制系统转化为一个切换控制系统,利用李亚普诺夫稳定性定理、线性矩阵不等式和切换控制系统理论等工具,推导了闭环控制系统的稳定性条件,给出了LQR输出反馈控制器的参数优化办法;实验结果表明了所提出控制算法的有效性。  

基于快速起摆的Furuta摆切换控制系统

针对由一个驱动臂和一个未驱动摆杆组成的欠驱动Furuta摆系统,设计了实现其稳定的切换控制系统.控制任务是将未驱动摆杆稳定在上方不稳定平衡点的同时,将驱动臂控制到零点,分为两部分:首先基于部分反馈线性化技术设计一个饱和的状态反馈控制器,将摆杆快速控制到上方不稳定平衡点附近;然后切换到一个线性的全状态反馈控制器,实现系统的稳定控制.仿真实验验证了控制器的有效性.  

基于动态模型库的多模型切换控制

针对含有有界扰动和模型参数跳变的离散时间系统,提出基于动态模型库的多模型切换控制方法.在模型参数范围未知情况下,利用在线学习的多模型自适应控制算法自动建立多模型,并对模型库中的子模型进行优化.采用具有积分特性的指标函数作为切换准则.在每一采样时刻根据其最小值来选择与实际系统最接近的模型,并将基于此模型的控制器切换为当前控制器.文中证明了该算法能够保证闭环系统的稳定性和跟踪误差的渐近收敛性.计算机仿真结果表明该算法的有效性.  

基于SOC单片机的智能控制器设计

应用SoC单片机设计了新型高可靠智能控制器,通过故障自诊断、故障定位和冗余的设计方法,使得控制器具有容错功能;同时,控制器应用了模糊PID综合切换控制算法,提高了控制鲁棒性。  

鲁棒低增益变结构模型参考自适应控制

就对象含未建模动态且其建模部分相对阶大于1时的变结构模型参考自适应控制 (VS-MRAC)系统,提出了一种鲁棒低增益变结构控制方案,特点是系统变结构律在低增益状态 下仍可保证所有辅助误差均在有限时间内收敛到零,从而提高了系统跟踪精度.此外,还研究了 平均值滤波器对系统稳定性的影响.  

质量弹簧系统的重构和容错控制研究

针对质量弹簧系统，提出一种基于状态监测和故障诊断的可重构和容错控制设计方法。重构和容错策略是根据ＣＭＦＤ和重构逻辑来切换预先设计的４个控制器。仿真表明，该控制方法能有效地保证速度和位移的跟踪性能以及系统的稳定性，且重构和容错速度快。  

Switching model predictive attitude control for a quadrotor helicopter subject to atmospheric disturbances

In this article a switching model predictive attitude controller for an unmanned quadrotor helicopter subject to atmospheric disturbances is presented. The proposed control scheme is computed based on a piecewise affine (PWA) model of the quadrotor's attitude dynamics, where the effects of the atmospheric turbulence are taken into consideration as additive disturbances. The switchings among the PWA models are ruled by the rate of the rotation angles and for each PWA system a corresponding model predictive controller is computed. The suggested algorithm is verified in experimental studies in the execution of sudden maneuvers subject to forcible wind disturbances. The quadrotor rejects the induced wind disturbances while performing accurate attitude tracking.  

带有输出区域控制目标特性的多变量预测控制算法

针对实际过程控制系统中某些被控变量没有设定值要求只有区域目标约束要求这一特点,提出一种带有输出区域目标特性的多变量预测控制算法(ZMMPC).该算法根据区域目标约束条件的满足情况,将控制器的目标函数及约束条件划分为两种工作状态,使用基于逻辑的方法完成动态控制过程中目标与约束条件的切换.仿真实例结果表明ZMMPC不仅可以增加控制系统的自由度,而且可根据被控变量的优先权进行灵活设计,使复杂控制系统具有更好的动态和稳态控制品质.  

Controllability and reachability criteria for switched linear systems

This paper investigates the controllability and reachability of switched linear control systems. It is proven that both the controllable and reachable sets are subspaces of the total space. Complete geometric characterization for both sets is presented. The switching control design problem is also addressed.