带有状态观测器的网络控制系统非脆弱H_∞控制

研究了存在时变时延的非理想网络环境下基于状态观测器的网络化控制系统非脆弱H_∞鲁棒控制。考虑状态观测器和控制器均存在不确定性,采用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)方法,得到闭环控制系统H_∞渐近稳定的充分条件,给出非脆弱状态观测器和非脆弱鲁棒控制器的存在条件,通过给出的锥补线性化算法求解控制器和观测器增益矩阵。仿真实例表明了所提方法的有效性和可行性。     

短时延网络控制系统的鲁棒H 2 öH ∞状态观测器设计

针对受白噪声干扰的短时延网络控制系统,将随机时延对系统的影响转化为未知有界不确定项,在不改变闭环系统结构的前提下,利用鲁棒控制理论提出了系统的H2/H∞状态观测器设计方法;证明了所设计状态观测器估计输出对随机时延引起的不确定项的H∞鲁棒性,给出了估计输出对白噪声干扰的鲁棒H2性能指标的求解方法和观测器增益阵的确定方法.最后通过仿真实例证实了所设计状态观测器的有效性和鲁棒性.     

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。     

带有参数摄动的网络化控制系统非脆弱H_∞控制

针对带有时变传输时延的网络化系统中控制器参数存在随机摄动问题,设计了一种非脆弱H_∞控制器。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,得到了非脆弱H_∞控制器存在的充分条件,通过求解线性矩阵不等式得到该控制器增益。所设计的控制器在容许的随机参数摄动和有界时变时延下,能保证闭环网络化控制系统的稳定性和预定的H_∞性能指标。仿真例子验证了方法的有效性。     

具有多传输通道系统的网络化预测控制

本文研究了一类具有多传输通道网络化系统的控制问题,基于网络化预测控制方法,提出了一种改进型的分布式预测补偿方式,从而更有效地利用反馈数据来提高控制系统的性能.对闭环网络化预测控制系统进行分析,得到其稳定性条件,特别地,在模型精确已知和多传输通道的时延为定常的情况下,该条件将会退化为本地控制的闭环系统稳定性条件.上述结论的好处是网络化预测控制系统中状态观测器和控制器的设计可以参考本地控制.通过球杆系统算例验证本文所提方法的正确性和有效性.     

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.     

基于输出反馈的不确定NCS鲁棒容错控制

研究了一类具有网络诱导时延和参数不确定性网络化控制系统鲁棒容错控制问题.基于将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵不确定性的NCS模型,同时考虑系统参数不确定性对系统的影响,应用Lyapunov稳定性理论和LMI方法,采用输出反馈控制策略,推证出了保证闭环网络化控制系统在执行器或传感器发生故障时仍渐进稳定的充分条件,并以求解线性矩阵不等式组给出了容错控制器的设计方法,最后用仿真算例验证了此方法的可行性和有效性.     

时延转移概率部分未知的网络控制系统H∞鲁棒故障检测

针对具有时延的离散网络控制系统, 研究了时延转移概率部分未知条件下的鲁棒H∞故障检测问题. 首先, 利用两个独立的有限维数的Markov链分别描述传感器至控制器时延及控制器至执行器时延, 把网络控制系统建模为具有两个Markov链的控制系统. 在此基础上构造了故障检测滤波器, 利用状态增广的方法建立了闭环系统模型. 然后, 以矩阵不等式的形式得到了闭环系统随机稳定和满足给定H∞性能的条件, 并给出了相应控制器及滤波器增益矩阵的求解方法. 最后实例仿真表明, 所得到的故障检测滤波器不仅对故障敏感而且对外部扰动具有鲁棒性.     

基于事件触发的NNCS动态输出的H∞保性能控制

针对具有时变时延的非线性网络化控制系统（NNCS）,在离散事件触发的输出通讯机制下,研究了NNCS的保性能控制和H∞鲁棒控制问题。首先,设计NNCS动态输出反馈控制器以得到闭环系统,利用Lyapunov稳定性方法,给出闭环系统在无扰动情况下渐近稳定和保性能的充分条件;其次,在γ次扰动情况下完成系统的H∞鲁棒控制问题;然后,针对系统中出现的输出误差、时延、非线性项等因素的影响,采用变量替换法求解出NNCS动态输出反馈控制器;最后应用Matlab仿真验证所提方法的有效性。     

一种网络控制系统时延补偿方法

本文分析介绍了具有随机时延网络控制系统控制器设计及时延补偿方法,采用广义预测控制(GPC)算法设计控制器。针对输出时延通过对时间加上时间戳来估算时间延迟,并采用状态观测器进行时延补偿,而控制时延则采用队列机制,增加缓存器的方法来保证被控对象获得最优控制信号。通过仿真证实该方法的有效性。     

Observer-Based Adaptive Controller Design of Flexible Manipulators Using Time-Delay Neuro-Fuzzy Networks

In this paper, a dynamical time-delay neuro-fuzzy controller is proposed for the adaptive control of a flexible manipulator. It is assumed that the robotic manipulator has only joint angle position measurements. A linear observer is used to estimate the robot joint angle velocity. For a perfect tracking control of the robot, the output redefinition approach is used in the adaptive controller design using time-delay neuro-fuzzy networks. The time-delay neuro-fuzzy networks with the rule representation of the TSK type fuzzy system have better learning ability for complex dynamics as compared with existing neural networks. The novel control structure and learning algorithm are given, and a simulation for the trajectory tracking of a flexible manipulator illustrates the control performance of the proposed control approach.     

时滞系统的降维状态预测观测器及预测控制器设计

研究控制项含有时滞的线性系统的预测控制问题.利用被控对象的预测输出向量和系统的控制向量,设计了一种降维状态预测观测器,并将该状态观测器用于时滞控制系统的最优状态反馈控制中.利用该状态预测观测器可将闭环系统的时滞项移至系统闭环结构之外,从而最优控制规律完全可以按无时滞系统进行设计.由性能指标计算公式表明,该预测控制器关于二次型性能指标是次优的.     

中立型非线性不确定时滞系统的控制器设计

研究了一类中立型非线性不确定时滞系统的稳定性分析和状态观测器设计问题,系统包含状态时滞和非线性不确定性,基于Lyapunov稳定性理论,给出了该类时滞系统在非线性不确定性满足增益有界的条件下状态观测器存在的充分条件,并通过线性矩阵不等式(LMI)方法构造得出基于状态观测器的动态输出反馈控制器,最后给出一个数值算例验证了本文结果的有效性.     

基于观测器的动态时滞系统鲁棒控制器的设计

在状态不能由输出直接得到的情况下，通过解两个Ｒｉｃｃａｔｉ方程，对不满足匹配条件的不确定线性时滞系统进行镇定。设计了一个“有记忆型”控制器。结果表明，如果状态方程的不确定参数值限定在已知有界紧集内，则可用得到的观测器与反馈控制律对系统进行镇定。     

Optimal digital controller and observer design for multiple time-delay transfer function matrices with multiple input–output time delays

In this article, we address the optimal digital design methodology for multiple time-delay transfer function matrices with multiple input–output time delays. In our approach, the multiple time-delay analogue transfer function matrix with multiple input–output time delays is minimally realised using a continuous-time state-space model. For deriving an explicit form of the optimal digital controller, the realised continuous-time multiple input–output time-delay system is discretised, and an extended high-order discrete-time state-space model is constructed for discrete-time LQR design. To derive a low-order optimal digital observer for the multiple input–output time-delay system, the multiple time-delay state obtained from the multiple time-delay outputs is discretised. Then, the well-known duality concept is employed to design an optimal digital observer using the low-order discretised multiple input time-delay system together with the newly discretised multiple time-delay state. The proposed approach is restricted to multiple time-delay systems where multiple time delays arise only in the input and output, and not in the state.     

时滞系统的变结构控制及其实现问题

本文研究时滞系统的状态观测器，变结构控制及其实现问题。给出了一般时滞系统的状态观测器及变结构控制的设计方法，证明了当用状态观测器来实现变结构控制策略时，在一定条件下，可以保证系统的状态无限趋近于理想的滑动模态。     

带有输出传输时延的网络化控制系统基于观测器的FDI设计

将网络控制系统(NCS)看成一个具有输出时延的采样控制系统, 并建立了其数学模型. 接着构造了一个故障观测器, 产生了系统故障的指示器残差. 然后在此基础上介绍了一种故障检测和分离 (FDI)的方法, 总结了FDI观测器的设计算法. 最后, 一个实例证明了此方法的可行性.     

Robust control for a class of time-delay uncertain nonlinear systems based on sliding mode observer

In this paper, a robust control scheme is proposed for a class of time-delay uncertain nonlinear systems with unknown input using the sliding mode observer. The sliding mode state observer is given with radial basis function neural networks, and then the robust control scheme is presented based on the designed sliding mode observer. The developed observer-based control scheme consists of two parts. One term is a linear controller and the other term is a neural network controller. Using the Lyapunov method, a criterion for bounded stability of the closed-loop system is developed in terms of linear matrix inequalities. Finally, a simulation example is used to illustrate the effectiveness of the proposed robust control scheme.