离散网络化控制系统的鲁棒H∞控制

提出了一种新的建模方式研究同时含有时变延时以及数据包丢失的离散网络化控制系统的鲁棒H∞控制问题。引入自由权矩阵并结合Lyapunov-Krasovskii方法推导出使得网络化控制系统鲁棒渐近稳定并满足具有H∞扰动衰减度γ的充分条件,自由权矩阵的引入可以很大程度上降低用传统固定权矩阵来分析网络化控制系统所带来的保守性。由于条件中非线性项的存在,利用锥补线性化的方法将其转化为基于线性矩阵不等式的非线性最小化的问题,并分别给出了求解最大延时以及次优γ的算法。仿真算例说明了本文建模方式的有效性和优越性。     

基于状态预估的大延时网络化控制系统H∞控制

针对一类具有随机大延时(延时大于系统的采样周期)的网络化控制系统,提出一种基于状态预估和时钟驱动的H∞控制器的设计方法,通过状态预估获取当前控制周期的预估控制状态,并通过相应的控制律计算出控制量输出。利用锥补线性化算法和LMI(Linear Ma-trix Inequality)给出了系统稳定的H∞次优控制器。仿真算例验证了本文结论的有效性和可用性。     

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.     

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.     

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。     

基于动态矩阵算法的水轮机调速系统网络控制

将网络控制系统应用于对水轮机的控制,针对网络控制中存在的丢包现象,提出基于动态矩阵的网络控制方法,降低了网络丢包对控制系统的影响.在对水轮机建立刚性水击线性模型的基础上,在truetime网络环境中分别采用动态矩阵和PID对其进行控制仿真,仿真结果表明,动态矩阵在水轮机网络控制中更具优越性.     

重复控制系统中低通滤波器与输出反馈控制器同时设计

针对具有时变范数有界不确定性的线性系统,为了有效地抑制周期性扰动和跟踪周期性参考输入信号,提出一种同时设计重复控制器中的低通滤波器和输出反馈控制器的方法。首先,将重复控制系统转化为时滞系统;采用 lyapunov稳定性理论得到该时滞系统的鲁棒稳定性条件。基于此条件,将设计低通滤波器和输出反馈控制器的问题转换成一个非线性矩阵不等式求解问题,利用线性矩阵不等式方法(LMI)、锥补线性化方法(CCL),通过所提出的迭代算法计算低通滤波器最大的剪切频率及其对应的输出反馈控制器参数。仿真示例验证了所提出方法的有效性。     

考虑网络丢包的网络化控制系统的广义预测控制

针对丢包现象影响网络化控制系统（NCS）稳定性的问题,设计了一个基于单边网络的广义预测控制器（GPC）．该控制器通过滚动优化确定一系列控制动作,利用该控制作用对基于模型的预测值进行修正,最终计算出向前N步的控制数据,以此来弥补数据丢失给系统带来的影响．经过仿真实验证明在网络存在丢包的情况下,NCS系统仍然能够达到稳定．     

网络化控制系统的研究综述

通过实时数据通信网络形成闭环回路的控制系统称为网络化控制系统(NCS)。文章系统地阐述了网络化控制系统的产生和发展,分析了网络化控制系统的特性。通过对当前的研究现状分析着重介绍了网络控制系统的控制方法,最后对网络化控制系统的未来发展作了展望。     

网络化控制系统鲁棒动态矩阵控制

针对前向通道和反馈通道都存在不确定有界长时延的网络控制系统,研究动态矩阵控制(DMC)算法的设计和算法鲁棒稳定性分析问题.首先基于一类线性离散系统的状态空间模型,通过缓冲技术把不确定的有界网络长时延转化为其确定的时延上界,导出当系统通信信道上存在大于一个采样周期的有界随机网络诱导时延时DMC策略的设计方法;其次,利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法分析该网络化DMC算法的鲁棒稳定性,并将鲁棒稳定性问题转化为求解一类LMI解问题,得到网络化DMC算法鲁棒稳定的充分条件.最后,通过一个对倒立摆模型的仿真实验验证了结论的有效性.     

可变时延网络控制系统的建模和稳定性分析

对具有时变时延的网络控制系统,提出了一种新的网络控制系统模型,当假设网络控制系统的传感机构为时间驱动方式,执行器与控制器为事件驱动方式,将广义网络被控对象建模为一类含有不确定项线性系统.基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式的方法,提出了系统渐近稳定存在的充分条件,仿真结果验证了稳定判据的可行性.     

基于事件驱动的无线网络控制系统的建模与控制

针对同时具有网络诱导时延与丢包的无线网络控制系统,研究了系统的建模与控制问题。考虑到系统随机时延可能大于一个采样周期且伴有连续丢包情况,结合基于事件驱动控制的思想建立了新的数学模型,并进一步给出了无线网络控制系统指数稳定的充分条件。最后用仿真实验验证了该方法的有效性。     

网络控制系统估计与控制问题及其解决方法

摘要：在网络控制系统中,传感器、传动器和控制器等部件需要通过一个数字通信网络来交换信息,而通信网络可能导致信息传输延迟、数据丢失等问题.因此,这篇文章主要讨论网络控制系统估计和控制所面临的一些问题及其解决方法.     

网络控制系统估计与控制问题及其解决方法

在网络控制系统中,传感器、传动器和控制器等部件需要通过一个数字通信网络来交换信息,而通信网络可能导致信息传输延迟、数据丢失等问题.因此,这篇文章主要讨论网络控制系统估计和控制所面临的一些问题及其解决方法.     

网络化控制系统中的实时数据采集

网络化控制系统(NCS)中的实时数据采集会影响到NCS的性能和稳定性.本文分析了NCS中实时数据的特点,并对实时数据采集策略中的两个主要内容数据采集模型和数据采集网络调度策略进行了分析.最后提到了NCS中实时数据采集急需解决的问题.     

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．     

网络控制系统的自整定鲁棒数字PID控制

为了有效地抑制网络延时对网络控制系统性能的影响,提出了一种鲁棒数字比例-积分-微分(PID)控制器设计方法.该方法将分布式的网络延时归结为单一延时;在大时变鲁棒数字PID控制方法的基础上,结合二自由度的内模控制结构,实现了控制器参数的数字双PID分离设计.对基于控制局域网络(CAN)总线的典型工业过程进行了仿真实验.结果表明,与最小化模型方法设计的控制器比较,采用设计的PID控制器能补偿网络上的延时,更加有效地抑制负载干扰并提高了系统的动态特性.