关于微机控制系统采样周期的分析

本文全面地分析了采样周期对微机控制系统的稳定性、动态品质、抗干扰能力、数字PID的控制作用的影响,并提出了采样周期可能影响最小相位系统变成非最小相位系统的新论点。     

电液位置闭环采样控制系统的建模与仿真

文章介绍了电液位置闭环采样控制系统的控制原理,针对已构建的电液位置闭环采样控制系统应用采样控制理论进行建模,确定了该系统的采样周期范围,并在采样周期范围内进行仿真分析和实验验证。仿真和实验结果表明基于该种模型的动态仿真结果和系统的实际运行情况相一致。     

多速率预测控制系统最优采样周期的研究

随着社会工业的不断发展,在复杂的化工过程中越来越多地开始采用多速率控制系统,而采样周期是这种数字控制系统中的重要参数,对系统有着多方面的影响。目前基于采样周期的选取大多数是根据传统的实际经验来确定选取范围,还没有1种方法能够较准确的找到系统所需求的最适合的采样周期。本文针对一类多输入——多输出的系统,采用动态矩阵预测控制算法,通过建立1个简单的两输入——两输出系统的输入多速率模型,进一步推导出了多输入——多输出系统基于动态矩阵的通用输入多速率模型;采用经典的优化算法——遗传算法,对这种输入多速率下采样周期进行了优化选取,并针对一类双入双出的快慢耦合系统进行了仿真,在基本采样周期T一定的条件下,找到了使得系统控制性能最优的各个输入采样周期,得到最优控制效果(积分平方误差),对应的两个输入采样周期分别为基本采样周期的5倍和1倍,并将其与单速率下的控制性能进行了比较。结果表明,本文提出的这种方法可以有效的得到系统最优的采样周期,并且,对于这种病态耦合系统,在采样周期的适当选取下,输入多速率下系统的稳定性及综合控制性能优于单速率控制系统。     

多回路网络化控制系统中采样周期的优化算法研究

研究了具有多个控制回路的网络化控制系统中采样周期的优化确定算法．采用将基本周期划分为时间段的方法，取各控制回路的采样周期为基本周期的2的阶次方倍且不大于相应回路的最大允许网络时延．通过对系统的可调度性进行分析，能够优化确定出各控制回路的采样周期，并且保证实时性周期数据和实时性非周期数据的实时传输以及非实时数据的最小利用率．基于CAN总线控制网络的仿真结果表明了本算法的有效性．     

计算机控制系统中采样周期的确定

计算机控制是一种采样离散控制,它是根据采样时刻的输入量来计算控制量.因此,采样周期在计算机控制系统中是一个重要参数,会对系统会产生多方面的影响,合理的选择采样周期就非常重要.     

多通道信号的同相位整周期采样

整周期采样可以减少旋转机械振动信号ＦＦＴ时的泄漏效应与栅栏效应，本文结合旋转振动信号检测系统的工程实践，设计出随工作频率自动调整采样频率的采样控制电路，电路所具有的与外部逻辑同步功能有利于控制多通道信号的同相位采样，以便分析振动信号的相位变化。该电路可方便地实现了计算机的连接，简化了采集系统的软硬件设计，并具有一定的通用性。     

数字控制系统中的采样周期和数字滤波

文章给出按相位裕量确定采样周期使其动态过程的衰减度为1/4，并且提出了用闭环系统时间常数选择非振荡系统的采样周期和用闭环系统特征方程的根的虚部选择衰减振荡系统的采用周期。用线性迭加原理分析了均值滤波对动态过程的影响，并提出如何选择有均值滤波的控制系统的采样周期。     

网络化控制系统中的抖动优化调度算法

在令牌型总线网环境下，提出折衷网络带宽资源占用和传输周期抖动的两步优化调度算法，在满足实时性要求的前提下，通过确定网络化控制系统中各控制闭环节点的采样周期及其在最小倍周期时段内的数据传输序列，在兼顾周期抖动对控制闭环动态性能影响的同时合理地调配了带宽资源，使系统具有较高的网络资源利用率。     

一类非线性多自主体系统的实用脉冲一致性

针对一类非线性多自主体系统,研究基于实用脉冲控制的一致性协议设计问题.引入脉冲调制间歇控制策略,利用峰值很大,持续时间很短的信号代替理想脉冲信号,设计实用脉冲一致性协议.首先给出一类连续―间歇型实用脉冲协议.利用李雅普诺夫函数方法,图论和间歇控制理论,证明了在该协议下,多自主体系统可以实现渐近一致性.在连续—间歇型实用脉冲协议实施中,需在控制作用区间连续量测自主体状态.针对此局限,提出了采样―间歇型实用脉冲协议.通过采样和间歇控制理论,建立了多自主体系统实现渐近一致性的充分条件.进一步地,分析了当控制作用区间等于采样周期时,采样—间歇型实用脉冲协议退化为周期采样控制协议,而当控制作用区间趋于0时,其退化为脉冲控制协议.揭示了所提出的采样―间歇型实用脉冲协议同周期采样控制协议,脉冲控制协议之间的关系.     

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。     

基于双边闭环函数的网络化采样控制系统稳定性分析EI北大核心CSCD

考虑数据通信时延不确定环境下网络化采样控制系统的稳定性问题.首先基于输入时滞方法,建立包含采样周期信息的网络化采样控制系统的数学模型,在此基础上,采用双边闭环函数方法和自由矩阵积分不等式技术,得到网络传输时滞变化区间依赖稳定性新准则,并进一步讨论了网络化采样控制系统中网络时延与采样周期之间的关系.仿真结果表明减小采周期可以增强网络控制系统对网络通信时延的鲁棒性.     

无线网络化系统自适应能量调度与协同控制

无线网络化系统（wireless networked control system,WNCS）中节点能量受限是影响系统性能的重要因素．本文提出了一种自适应能量调度方法解决节点能量与控制需求问的矛盾,在采样周期与能量消耗之间关系的基础上,利用动态采样周期实现能耗的实时调节,满足节点生存时间的需求．进而,将自适应采样的WNCS建模为一类具有短暂不确定切换信号的离散切换系统,采用切换状态反馈控制律,利用切换系统理论分析了系统的稳定性,给出了系统渐近稳定时控制器增益与滞留时间需要满足的约束条件．最后在Truetimel．5和MATLAB仿真平台上验证了文中提出的方法和结论．     

基于网络通信的多机器人系统的稳定性分析

研究多机器人系统的协同一致性问题. 在考虑了系统中存在采样、保持以及时延的情况下, 对多机器人系统进行稳定性分析. 提出了一种简便的图形的稳定性判据, 以保证多机器人协同控制系统的一致性收敛. 在此基础上, 推导出了时延为一个采样周期时系统的稳定域. 最后, 利用Matlab进行车辆编队控制系统的仿真, 结果证明了提出的稳定性判据的可行性.     

A review of: “Actes du Colloque ELABORATION ET JUSTIFICATION DES MODELES”, edited by P. Delattre and M. Thellier. Maloine S.A., Paris, 1979, 2 volumes, 748 pp.

This paper utilizes trapezoidal rule together with Genetic Algorithm (GA) to convert a continuous-time system with input and state delays to an equivalent discrete-time one. A new method has been proposed to construct the hybrid control of sampled-data system with state and input delays via digital redesign which transforms the control law of a continuous-time system with state and input delays into an equivalent one of a sampled-data system so that the states of the digitally controlled sampled-data system closely match those of the originally well-designed continuous-time system for a relatively longer sampling period. An example is given to demonstrate that the proposed digital redesign is superior to the existing ones under a longer sampling period.     

网络化控制系统的时延观测器设计及其状态反馈控制

研究了一种网络化控制系统,其输出时延和控制时延均大于采样周期,且控制时延服从已知随机分布.基于现今值观测器原理,采用设置缓冲区和带有时戳的传感数据传输方法,给出了一种具有时延补偿功能的时延观测器,并证明了在系统可观的条件下可实现观测器极点的任意配置.之后,基于该观测器设计了状态反馈控制系统,并证明了复合系统的分离性原理.通过仿真验证了所提方法的有效性.     

一类网络化串级控制系统的分析与建模

针对基于现场总线的一类网络化串级控制系统,分析了其结构及系统模型,指出了网络诱导时延存在的位置,主控制器和副控制器均采用了增量式数字PID;在网络诱导时延常数小于、大于一个采样周期以及等于采样周期的整数倍的情况下,分别利用增广状态向量法,将系统建模为有限维离散时间线性时不变系统。最后,给出了网络化串级控制系统(NCCS)在不同时延的仿真实例。     

一类网络化串级控制系统的分析与建模

提出了网络化串级控制系统的概念，并针对一类基于现场总线的网络化串级控制系统进行了研究.在网络诱导时延小于和大于一个采样周期的情况下，分别利用增广状态向量法，将系统建模为有限维离散时间线性时不变系统．最后，通过工业过程控制中的一个串级控制实例分析,说明了该建模方法的有效性.     

基于采样周期可变的控制策略

为减少环境等因素变化对控制系统的不确定性影响,本文从正确反映输入输出的变化出 发,提出了采样周期可变的控制策略及实现方法,以达到可靠控制、实时报警和节省资源的目 的,使系统抗干扰能力更强,性能更优越.