切换非线性系统的输出反馈周期事件触发控制

本文针对一类在任意切换信号作用下的切换非线性系统, 研究了其输出反馈周期事件触发控制问题. 所考 虑的非线性系统采用非严格反馈形式且含有未知时变控制系数. 在本文中, 仅利用采样时刻的系统输出. 为了估计 系统的不可量测的状态, 基于采样的系统输出构造了降维状态观测器. 为了减少通信资源的利用, 提出了一种新的 输出反馈周期事件触发策略, 该策略包含仅利用事件触发时刻的信息构造的输出反馈事件触发控制器以及仅在采 样时刻间歇性监测的离散事件触发机制. 通过选取可容许的采样周期及合适的公共Lyapunov函数, 证明了闭环系统 在任意切换下全局渐近稳定. 最后, 通过将本文中所给出的控制方案应用到数值算例中验证了其有效性.     

具有随机网络攻击的切换信息物理系统的事件触发控制（英文）

本文研究了随机网络攻击下切换信息物理系统的事件触发控制问题.将信息物理系统描述为一种切换线性系统形式.引入事件触发机制来节省系统资源和减轻网络负载,当误差超过给定阈值时传感器中的采样数据才通过通信网络传输到控制器中.考虑在传感器与控制器的通信网络中受到两种不同特征的随机网络攻击.在网络攻击和所设计的事件触发控制器下,建立了切换随机信息物理系统模型.利用模态依赖平均驻留时间方法构建了相应的切换信号.在设计的事件触发控制器和模态依赖平均驻留时间切换信号下实现了系统的均方指数稳定性,并给出了控制器增益.最后,通过实例验证了所得理论结果的有效性.     

一类中立型切换系统的依模态异步事件触发控制

通过设计一类依赖模态的异步事件触发控制器实现中立型切换系统的指数稳定。针对具有混合时滞时变时滞的中立型切换系统,提出了一种事件触发采样机制,并考虑系统受物理原件的影响,控制器与系统间存在时滞,再利用时间区间分割和凸组合技术构建一类新颖的多Lyapunov泛函,将系统的异步段,同步段分别分割,给出该类中立型切换系统的稳定充分条件。该分析技术不需要约束在切换时刻引入的增长系数大于1,大大降低了结果的保守性。最后,通过数值仿真验证了理论成果和分析方法的有效性。     

任意相对阶下非线性切换系统的事件触发漏斗控制

针对一类具有任意相对阶且带有部分非输入到状态稳定逆动态的非线性切换系统, 提出一种动态事件触 发漏斗跟踪控制方案. 首先, 引入一个虚拟输出将任意相对阶的非线性切换系统转换为相对阶为一的非线性切换系 统. 其次, 设计各子系统的事件触发漏斗控制器和切换的动态事件触发机制, 解决候选事件触发漏斗控制器和子系 统之间的异步切换问题, 所提方案消除已有文献中为所有子系统设计共同控制器带来的保守性. 在一类具有平均驻 留时间切换信号的作用下, 保证切换闭环系统的所有信号都是有界的, 且跟踪误差一直在预设的漏斗内演化, 并排 除采样中的奇诺现象. 最后, 一个仿真例子验证方案的实用性和有效性.     

基于观测器的周期拒绝服务攻击网络化系统动态事件触发控制

针对具有周期拒绝服务(DoS)攻击的网络化系统,设计一种基于观测器的具有动态事件触发策略的控制器.首先,通过DoS攻击对网络化系统的影响建立了DoS攻击模型,采用切换系统的方法,将具有DoS攻击的网络化系统分为DoS攻击活跃子系统和DoS攻击休眠子系统.对不可测的系统状态设计状态观测器,通过在静态事件触发中引入一个内部...     

基于CNF的饱和切换系统的事件触发控制

针对一类具有执行器饱和的切换系统,提出一种基于组合非线性反馈控制(CNF)的事件触发控制方法,以达到在保证系统性能的同时减少网络带宽占用的目的.首先,为了降低系统资源成本,构造事件触发机制来判断是否对系统当前状态进行采样,设计组合非线性反馈控制来提高系统的暂态性能;然后,利用多Lyapunov函数方法得到饱和切换系统在驻留时间切换信号下渐近跟踪问题的充分条件,同时证明事件触发最小的时间间隔大于零,从而避免芝诺(Zeno)行为;最后,通过仿真实例验证所提出方法的有效性.     

含执行器故障的切换非线性系统的事件触发自适应模糊容错控制

本文研究在平均驻留时间约束下,一类含有执行器故障的切换非线性系统输出反馈自适应模糊事件触发容错控制问题.首先,建立了一个模态依赖的状态观测器估计不可测量状态.利用模糊逻辑系统来逼近未知项.其次,构建自适应模糊容错事件触发控制方案能够节省网络资源和数据传输.然后,通过构造多Lyapunov函数和平均驻留时间法,证明闭环系统所有状态半全局一致最终有界的同时排除了Zeno现象.最后,通过数值仿真验证该方法的有效性.     

含执行器故障的切换非线性系统的事件触发自适应模糊容错控制

本文研究在平均驻留时间约束下,一类含有执行器故障的切换非线性系统输出反馈自适应模糊事件触发容错控制问题.首先,建立了一个模态依赖的状态观测器估计不可测量状态.利用模糊逻辑系统来逼近未知项.其次,构建自适应模糊容错事件触发控制方案能够节省网络资源和数据传输.然后,通过构造多Lyapunov函数和平均驻留时间法,证明闭环系统所有状态半全局一致最终有界的同时排除了Zeno现象.最后,通过数值仿真验证该方法的有效性.     

基于模型依赖驻留时间的异步切换控制

研究在模型依赖平均驻留时间切换策略下切换线性系统的异步切换控制问题,同时考虑模型依赖的控制器滞后时间的约束问题.在实际情况下,信号传输和系统检测等原因会导致控制器的切换滞后于子系统.基于这类情况,首先将子系统运行的区间划分为子系统与控制器相匹配的区间和非匹配的区间,根据模型依赖的驻留时间策略设计出各子系统的控制器;然后...     

一类线性不确定切换系统的非脆弱控制器设计方法

针对一类线性不确定切换系统,在控制器增益存在加性摄动的情况下,给出了非脆弱状态反馈控制器的两种设计方案：方案1是利用多Lyapunov函数方法,通过子系统之间的切换,使系统对所有可允许的不确定性保持渐近稳定;方案2是基于平均驻留时间方法,给出了非脆弱状态反馈控制器存在的一个充分条件．相应的结果都是以线性矩阵不等式的形式给出．最后以一个数值例子说明了上述两种方法的有效性.     

网络化切换控制系统故障检测与优化设计

研究存在未知短时延、丢包和系统不确定性的网络化切换控制系统故障检测与时域优化问题. 首先基 于观测器构建残差发生器, 结合Lyapunov 函数方法和平均驻留时间方法分析系统的稳定性, 并以线性矩阵不等式(LMI) 形式给出故障检测滤波器的求解方法; 然后为了改善故障检测系统的性能, 采用后置滤波器对残差信号进行时域优化, 并利用奇偶空间方法给出其最优解; 最后设计并推导出自适应阈值. 仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

网络控制系统时变采样周期的建模与切换控制*

针对具有双边随机时延和丢包的网络控制系统,首先采用了主动时变采样周期的方法,利用事件和时间驱动相结合方式,传感器的采样周期可实时地跟随网络延时和丢包的变化而改变,克服了长时延和数据包错序的问题。然后将系统建立为统一的切换系统模型,结合基于平均驻留时间的方法,给出了系统状态满足指数稳定的条件,并且描述了其指数衰减率和丢包率之间的定量关系。最后通过数值例仿真验证了本文所提方法的有效性。     

A fault tolerant control framework for periodic switched non-linear systems

An observer-based fault tolerant control (FTC) framework is proposed for a class of periodic switched non-linear systems (PSNS) without full state measurements. Two kinds of faults are considered: continuous faults that affect each mode during its dwell period; and discrete faults that affect the switching sequence. Under the average dwell time scheme, the proposed FTC framework can maintain the stability of overall PSNS in spite of these two kinds of fault. A switched reluctance motor example is taken to illustrate the efficiency of the proposed method.     

区间化时变时延的网络化切换系统建模与控制

研究了具有从传感器到控制器和控制器到执行器存在双边时变时延的网络控制系统指数稳定性的问题.首先将时延变化范围划分为多个等分区间,然后采用增广矩阵的方法建立了参数不确定的离散时间切换闭环系统模型.同时基于平均驻留时间分析方法,给出了系统满足指数稳定的条件,接着进一步的建立了时延区间划分个数与系统状态指数衰减率的定量关系.该方法有效降低了系统设计的保守性,一定程度上减少了系统状态收敛的时间.最后通过数值仿真验证了所提方法的有效性.     

A switched system approach to stabilization of networked control systems

A switched system approach is proposed to model networked control systems （NCSs） with communication constraints. This enables us to apply the rich theory of switched systems to analyzing such NCSs. Sufficient conditions are presented on the stabilization of NCSs. Stabilizing state/output feedback controllers can be constructed by using the feasible solutions of some linear matrix inequalities （LMIs）. The merit of our proposed approach is that the behavior of the NCSs can be studied by considering switched system without augmenting the system. A simulation example is worked out to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

A switched system approach to stabilization f networked control systems

A switched system approach is proposed to model networked control systems (NCSs) with communication constraints. This enables us to apply the rich theory of switched systems to analyzing such NCSs. Sufficient conditions are presented on the stabilization of NCSs. Stabilizing state/output feedback controllers can be constructed by using the feasible solutions of some linear matrix inequalities (LMIs). The merit of our proposed approach is that the behavior of the NCSs can be studied by considering switched system without augmenting the system. A simulation example is worked out to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

基于预测值控制的变采样网络控制系统

利用节点采用事件–时间驱动方式建立了变采样网络控制系统, 在固定时延稳定控制的基础上, 根据预测控制值和预测反馈值给出该系统在变时延下所对应的状态转移矩阵, 研究了满足变采样网络控制系统稳定的预测误差和预测时间的条件, 最后给出了一个例子说明分析的结果.     

基于观测器的非线性网络控制系统容错控制

研究了一类基于观测器的非线性连续网络控制系统容错控制器设计问题.针对传感器采用时间驱动方式,控制器和执行器均采用事件驱动方式的网络控制系统,设计了观测器,建立了基于状态观测器的增广闭环系统模型.利用线性矩阵不等式和自由权矩阵的方法,推导出闭环系统渐近稳定的充分条件,给出了观测器和容错控制器协同设计的方法.实例仿真证明了所用方法的有效性.