基于NetCon的网络化预测补偿控制算法及其应用

网络控制系统（Net-worked Control Systems,NCS）是指传感器、控制器和执行器通过网络形成的闭环反馈控制系统。介绍了以NetCon控制器为基础的应用于NCS的网络预测控制算法,详细阐述了预测控制算法的设计与实现过程,分别以双容水箱系统和直流电机系统作为控制对象将该算法应用到了实际系统中,实现了网络化控制,证明了该网络预测控制算法的有效性。     

带有丢包的网络化控制系统建模及随机稳定控制

针对带有马尔可夫丢包的网络化控制系统的建模及随机稳定控制问题,利用离散化方法将丢包NCS建模为马尔可夫跳变系统.其次,结合马尔可夫跳变系统理论和依赖于丢包的李亚普诺夫函数方法,给出了闭环NCS随机稳定的充分条件.另外,利用线性矩阵不等式方法,给出了基于丢包的随机稳定控制器的设计方法.通过数值仿真实例,验证了所述方法的有效性.     

网络控制系统的鲁棒控制器设计研究

针对网络控制系统（NCS）的基本问题——网络诱导时延与数据丢包现象进行建模，同时考虑了被控对象存在不确定性时的鲁棒镇定问题。基于时滞系统理论的时滞依赖方法，给出了NCS鲁棒镇定的充分条件，结论描述为尊性矩阵不等式形式。利用此结论可求出使NCS鲁棒镇定的最大允许网络诱导时延（MADB）。最后的数值例子证明了本文算法的有效性。     

分数阶ＰＩＤ控制在网络控制系统中的应用

分数阶PID控制器较传统整数阶PID控制器增加了2个可调参数,使得其控制器的设计更加灵活,控制性能更加优良．针对网络控制系统（NCS）中的时延以及数据包丢失问题,提出对系统采用分数阶PID控制方法进行补偿,利用MATLAB／TrueTime仿真工具箱对NCS进行仿真研究．仿真实验结果表明,采用分数阶PID控制方法可以对时延以及数据包丢失问题进行有效的补偿,且控制效果明显优于整数阶PID方法．     

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。     

基于随机丢包的网络控制系统控制器设计

针对网络控制系统的数据包丢失(丢包)问题,提出将数据包丢失过程理解为一类随机过程,将随机丢包丢失过程建模为一个随机Markov链,系统的模型则可以表示成一类Markov跳变系统.利用Lyapunov稳定性、Markov跳变系统理论和随机最优控制理论分析闭环系统的稳定性,设计基于随机丢包的动态输出反馈控制器,利用Matlab的LMI工具箱,利用双线性矩阵不等式的可行解给出控制器的参数.并用实例验证了该方法的有效性.     

网络控制系统的模糊PID控制仿真研究

通过网络控制系统(NCS)结构的介绍,利用Truetime进行NCS仿真,分析网络延时、数据包丢失和传输速率几个主要因素对网络控制系统控制性能的影响.针对网络控制系统的延时特性,设计模糊PID控制器,利用模糊推理的方法在线整定PID的参数,以实时性要求较高的直流电机为被控对象,利用Truetime工具箱在MATLAB平台上进行控制系统的仿真.最后,与常规的PID控制进行对比可知,该算法的控制效果更好.     

基于W7100的雷达通信控制器设计

为解决雷达数据与网络数据格式转换问题,实现雷达数据共享,设计了一款基于网络微处理器W7100的雷达通信控制器。该控制器利用W7100控制串行通信芯片AM85C30实现雷达数据与以太网数据格式之间的转换。利用TCP&UDP测试工具对该控制器在长期工作中发送/接收数据的速率及丢包率进行测试,其结果表明,该控制器能较好地满足雷达数据的传送速度、可靠性等通信性能要求。     

基于学习前馈控制的永磁直线伺服系统跟踪控制研究

针对永磁直线同步电动机（PMLSM）伺服系统,在分析影响直线伺服跟踪精度因素的基础上,引入学习前馈控制（LFFC）补偿技术.学习前馈控制是一种反馈误差学习的控制形式,其包含了反馈控制器和采用函数逼近器的前馈控制器两部分.在系统和扰动定性知识的基础上,设计了基于B样条网络的学习前馈补偿控制.仿真结果表明,该方案有效地降低了负载扰动、端部效应等对系统性能的影响,提高了系统的跟踪精度.     

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。     

比例积分输出反馈网络控制系统的稳定性

研究有数据包丢失的比例积分输出反馈网络控制系统的指数稳定性和控制器设计．将有时延和数据包丢失、无时延和有数据包丢失等情形的比例积分输出反馈网络控制系统建模为异步动态系统．基于异步动态系统理论、Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式方法提出网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和比例积分输出反馈控制器设计方法．通过数值算例说明指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计方法是可行的．     

一类长时延网络控制系统的无源控制

目的将无源控制引入网络控制系统,研究一类长时延网络控制系统的无源控制问题.方法运用线性矩阵不等式(LMI)和Lyapunov理论,推导闭环系统渐近稳定且满足无源性的充分条件及无源控制器的设计方法.结果提出了一类长时延网络控制系统的模型,分析了闭环系统渐近稳定且满足无源性的充分条件,并给出无源控制器的设计方法.结论通过设计无源控制器,使长时延网络控制系统的性能有了很大改善,通过Matlab数值仿真算例,证明了分析方法和结论的有效性.     

Application of Improved Fuzzy Controller in Networked Control System

1 Introduction Feedback control systems in which the control loops are closed through network are called net- worked control system (NCS). Each component of the system, such as sensor, controller and actuator, exchanges information through the real-time network to complete the control task together [1–3]. Compared with the traditional control systems, the NCS has many advantages such as low cost, reduced wiring, simple installation and maintenance, and high reli- ability. Therefore, the re…     

一类执行器饱和非线性Hamilton网络控制系统H_∞控制器设计

研究了一类执行器饱和非线性Hamilton网络控制系统H∞状态反馈控制器设计问题。该类网络控制系统中存在不确定的网络时延及丢包,待设计的控制器受到饱和因素的约束,且系统的外部扰动范数有界但统计特性未知。结合Hamilton系统结构特性,当网络时延和连续丢包有界时,将网络时延和连续丢包转化为时变时滞,应用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论来分析和设计H∞控制器,使其满足H∞性能指标,控制器中的未知参数通过求解不等式来确定。算例分析与仿真验证了方法的有效性。     

具有随机丢包的无线网络控制系统仿真研究

本文介绍了一种基于Matlab/Simulink的联合仿真工具——TrueTime工具箱,利用该工具箱并以直流伺服电机为受控对象,建立起一个单包传输有随机数据包丢失的无线网络控制系统的仿真模型.通过仿真实验研究数据丢包对于系统控制性能的影响,对比当出现数据丢包时,控制器采用上一时刻的控制律与不采用任何控制律的控制效果,两者并没有明显差别.     

模糊PID控制的助力模式对操纵稳定性影响分析

电动助力转向系统(EPS)设计中最重要的是助力控制模式的控制器设计。在PID控制的基础上引入了模糊控制,提出了基于模糊PID控制的助力控制模式;应用TruckSim和Simulink建立EPS联合仿真模型;采用常用的操纵稳定性开环和闭环两种评价方法进行PID控制和模糊PID控制仿真对比试验,研究模糊PID助力控制模式对EPS性能及整车操纵稳定性的影响。开环评价对比试验结果表明:模糊PID控制器的助力性能较好,但操纵稳定性略差一些。闭环对比试验表明:EPS助力控制模式能有效地提高转向系转向轻便性,模糊PID控制器作用下的操纵性和汽车行驶安全性较好。认为模糊PID控制器下的助力控制模式助力性能好于PID控制器,模糊PID控制器更适合EPS助力控制模式。     

具有网络时延及丢包网络控制系统稳定性准则

针对一类包含不确定网络时延和数据丢包的网络控制系统的稳定性分析问题.该文的研究基于Lyapunov方法,在对Lyapunov泛函求导时,采用新的界定方法,得出一个具有较小保守性的稳定性准则,其结果以线性矩阵不等式的形式表示.最后所给出的数例说明了结果的有效性.     

串联式混合动力汽车起-停巡航控制

以串联式混合动力汽车BJUT-SHEV为研究对象,针对起停工况下模型参数摄动和外部干扰等不确定性因素对控制效果的影响,提出一种基于非线性干扰观测器理论的自适应滑模控制方法.通过引入非线性干扰观测器对系统中存在的不确定进行估计,利用估计结果补偿滑模控制器输出,以提高滑模控制器的控制性能及鲁棒性;设计自适应律对切换增益自适应调节,以削弱滑模控制器的输出抖振.基于Lyapunov理论证明了该方法的稳定性,最后通过仿真实验进一步验证了该方法的可行性及有效性.