随机丢包时延网络控制系统动态输出反馈控制

针对传感器与控制器、控制器与执行器之间具有随机丢包和时延的网络控制系统,研究统一建模及动态输出反馈控制问题.采用多个马尔可夫链分别描述前向通道和反馈通道的随机丢包与时延过程,将闭环网络控制系统建模成具有多个模态的马尔可夫随机跳变系统.利用增广矩阵技术和李雅普诺夫方法得到闭环系统随机稳定的充分条件,给出动态输出反馈控制器的设计方法.通过倒立摆系统验证动态反馈控制的有效性.     

一类网络切换模糊系统的状态反馈控制

研究了一类网络切换模糊系统的状态反馈控制问题。网络控制系统在单包传输情况下,考虑到传输时滞的影响,使用切换技术及多Lyapunov函数方法,给出了状态反馈控制器存在的充分条件和切换律设计,并给出了使系统渐近稳定的一组LMI条件。最后通过仿真例子验证了设计方法的有效性和可行性。     

网络控制系统的鲁棒保性能控制

针对单包传输、有界时变通信时延的网络控制系统,构建了一类描述网络控制系统的离散不确定时滞系统模型．为克服模型中随机网络通信时延对系统的影响,将时延不确定性转化为闭环系统参数的摄动;在此基础上,运用鲁棒控制理论、Lyapunov稳定性原理提出了网络控制系统鲁棒保性能控制律存在条件,并给出了设计网络控制系统鲁棒保性能状态反馈控制器时求解线性矩阵不等式的方法．     

带有非线性扰动的时滞系统的鲁棒控制

本文针对具有非线性扰动的时滞系统,通过构造Lyapunov泛函,利用Lyapunov方法,推导出系统时滞依赖鲁棒稳定性判据。且将结果表示成线性矩阵不等式(LMI)的形式,并进一步给出此类控制系统状态反馈控制器的设计方法.最后给出算例,说明了该方法的有效性.     

网络H∞控制系统的建模与分析

给出了引入干扰后静态状态反馈网络H∞控制系统的模型及网络延迟小于采样周期情况下网络控制系统的γ-次优H∞静态状态反馈控制器的设计方法。仿真结果表明,用该方法设计的控制器构成的闭环系统是稳定的,并且在偶然丢包的情况下,使用该控制器控制闭环系统也是稳定的。     

Delta算子框架下大系统的协同控制研究

本文研究了Delta算子描述的一类线性大系统的协同状态反馈控制问题.首先根据Delta算子描述的独立子系统,通过协同状态反馈控制器给出了互联的闭环控制系统.然后基于线性矩阵不等式技术,给出了系统协同状态反馈稳定控制器及协同状态反馈保性能控制器设计的充分条件,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明所提方法的有效性.最后,仿真实例验证了本文算法的有效性和优越性.     

随机时延网络化系统的模型预测控制

针对具有非整数倍采样周期时延和输入约束的网络控制系统( NCS) ,研究了使得闭环系统随 机稳定的状态反馈控制律的设计问题． 在执行器读取缓冲区状态的更新频率快于系统输出采样频 率的工作模式下,将NCS 建模为Markovian 切换系统,减少了等待时延． 基于模型预测控制( MPC) 的滚动优化原理,给出了闭环NCS 随机稳定且具有性能指标上界的充分条件,并通过求解一个具 有线性矩阵不等式( LMIs) 约束的凸优化问题,给出了模式依赖状态反馈控制律的设计方法,最后 仿真研究验证了所提出方法的有效性．     

一类不确定网络控制系统的鲁棒容错控制

针对一类具有网络诱导时延和传感器故障或执行器故障的不确定网络控制系统,研究基于不确定状态反馈的鲁棒容错控制器设计方法.针对具有不确定性参数的被控对象模型,考虑网络诱导时延对系统的影响,分别引入传感器失效开关矩阵和执行器失效开关矩阵,建立基于不确定状态反馈控制器的闭环故障网络控制系统模型,采用Lyapunov方法给出闭环故障网络控制系统对传感器失效或执行器失效具有完整性且对参数不确定性具有鲁棒性的充分条件.最后通过仿真实例验证了该方法的有效性.     

带有执行器故障的连续时间系统的可靠时滞控制

研究了带有执行器故障的连续时间系统的可靠的时滞状态反馈控制问题.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了连续系统存在可靠时滞状态反馈控制器的LMI形式的充分判据,该判据是时滞相关的.所设计的时滞状态反馈控制器可以容忍执行器的一定故障,并且保证整个闭环系统是渐近稳定的.     

连续线性状态饱和系统鲁棒稳定性分析

本文研究带有不确定性的线性状态饱和系统的鲁棒稳定性,针对不确定性参数满足的范数有界不确定性结构,利用Lyapunov方法,结合状态饱和函数的凸组合表示,给出了系统在原点大范围渐近稳定的充分条件,并将该条件转化为线性矩阵不等式形式.进而给出了系统状态反馈控制器的设计方法,以及判断系统鲁棒稳定性和设计状态反馈控制器的算法,并利用数值算例及Matlab仿真证明了算法的有效性.     

网络化Lipschitz非线性系统的H∞输出反馈控制

研究具有对数量化和马尔可夫链数据包丢失的网络化Lipschitz非线性系统的H∞动态输出反馈控制问题.采用增广状态空间法,将闭环网络化控制系统转化为马尔可夫跳变系统,给出以线性矩阵不等式描述的H∞动态输出反馈控制器存在的充分条件,所设计的控制器可以通过解线性矩阵不等式求出.仿真示例验证了所提方法的有效性.     

不确定奇异摄动系统的状态反馈控制器设计

利用线性矩阵不等式的方法,讨论不确定奇异摄动系统的状态反馈控制器设计问题．在某些矩阵不等式满足的条件下,给出问题可解的充分条件和状态反馈控制器的设计,并举例说明了所提出方法的正确性．     

范数有界不确定采样系统的鲁棒控制

将工业生产中过程控制系统考虑为一类范数有界不确定采样系统.采用矩阵不等式方法,从数字再设计的角度,进行了鲁棒状态反馈控制器的设计.该方法保证了受扰采样系统的稳定性,在满足采样系统与相应连续系统的状态输出近似相等的目标要求下,给出了满足特定条件的鲁棒控制律.鲁棒状态反馈控制器的求取借助于求解一类具有线性矩阵不等式(LMI)约束的优化问题.仿真验证了方法的可行性,表明本文设计的鲁棒状态反馈控制器的性能优于采用常规方法所设计的控制器.     

长时延Markov网络控制系统的随机最优控制

分析了网络控制系统中的Markov特性,在系统具有完全状态信息时,设计了在Markov变量调节下的长时延网络控制系统的随机最优状态反馈控制器;在系统具有部分状态信息时,设计了系统状态的最佳估计器及随机最优输出反馈控制器,在Markov变量调节下的长时延网络控制系统中分离定理依然成立。     

传输时延和数据包丢失的网络化系统预测控制

针对具有传输时延和数据包丢失的网络化系统研究了有约束模型预测控制问题。考虑网络控制系统中同时存在时延和丢包的情况,给定时延和丢包的上界值,用预测控制器产生的对应时刻的控制输入补偿网络时延和数据包丢失,通过建立时延状态矩阵将系统模型进行分类并视为切换系统,并通过构造切换Lyapunov函数证明了切换系统的稳定性。为了在提高系统性能的基础上减少计算量,利用部分滚动优化方法进行控制器设计,给出了性能指标的上界和系统渐进稳定的充分条件,通过在线求解LMI问题得到状态反馈控制律。仿真研究验证了该方法的有效性。     

具有通信约束的网络化控制系统ＬＱＧ控制器设计

针对一类具有噪声影响的通信受限多输入、多输出网络控制系统,利用非均匀采样方式将其 建模为一类集控制与调度为一体的网络化控制模型,根据卡尔曼滤波器思想设计了最优状态估计 器和最优保性能输出反馈控制器并在此基础上给出系统渐近稳定的充分条件．通过仿真验证了所 提算法的可行性．该设计方法特别适用于通信受限情况下,系统存在多种信号类型时,可方便的根 据不同信号特征设置系统的采样周期和调度周期,从而克服原离散周期性时变系统的控制器受通 信序列周期性约束问题,避免多个控制器周期性切换,增加控制系统设计的自由度,提高系统动态 重构能力和整体性能．     

分散H∞控制的LMI方法

提出了两种大系统分散H∞状态反馈控制的设计方法,首先描述了分散H∞状态反馈控制问题,然后提出了存在分散H∞状态反馈控制器的参数化定理和两种设计方法,即直接线性矩阵不等式(LMI)方法和迭代LMI(ILMI)方法,所获得的状态反馈阵具有块对角结构,且能满足闭环传递函数的H∞性能指标要求,给出的示例说明了两种方法的应用.     

基于观测器的网络控制系统均方指数稳定控制器设计

针对具有随机时延、状态难以测量等问题的网络控制系统,提出一种基于状态观测器的均方指数稳定控制器设计方法.使用变采样周期的方式将网络控制系统离散化,将系统建模为马尔科夫跳变系统,然后设计了基于状态观测器的反馈控制器,证明了闭环系统的均方指数稳定性,通过求解线性矩阵不等式给出了观测器和控制器反馈增益设计方法.仿真结果验证了所提设计方法的有效性.     

一类基于观测器的短时延网络控制系统的建模和稳定性分析

针对一类不确定的短时延网络控制系统,利用全阶状态观测器作为对网络诱导时延的补偿,定义了一个新的状态变量,得到了短时延网络控制系统的离散模型．根据Lyapunov稳定性理论和矩阵知识,给出 该闭环系统渐近稳定的充分条件,并基于线性矩阵不等式的可行解给出了状态反馈控制律．仿真结果表明该方法有效可行．     

基于T-S模糊模型的时延网络控制系统的保性能控制

目的基于T-S模糊模型建立模糊网络控制系统的模型,设计模糊时延状态反馈控制器,使得闭环系统保持鲁棒稳定,并且满足给定的一个二次型性能指标,使其值不超过某个确定的界.方法运用Lyapunov方法和线性矩阵不等式,分析了系统的稳定性.结果提出了模糊时延状态反馈控制器的设计方法,得到了模糊时延网络控制系统鲁棒稳定的条件及保性能控制律的参数化表示.结论针对不确定的非线性时延网络控制系统,通过设计满足性能指标条件的控制器,使得系统性能有很大改善,根据保性能控制律的参数化表示,可使用Matlab工具箱进行仿真.