转移概率未知下具有双Markov 链的网络控制系统控制器设计

研究一类基于Markov模型的网络控制系统的稳定性和镇定控制器设计问题.针对网络控制系统中受控对象模型的随机切换和通信过程中的丢包问题,利用具有两个独立Markov链的离散时间Markov跳跃系统进行建模.在该Markov跳跃系统模态转移概率矩阵部分元素未知的情况下,充分考虑转移概率的约束条件,给出系统可镇定的充要条件和状态反馈控制器的设计方法.最后通过仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

一类离散Markov跳变奇异系统的镇定控制

针对一类离散的Markov跳变奇异系统,研究了其稳定性与镇定控制问题.系统模式跳变的转移概率是部分未知的,包含转移概率完全已知和完全未知两种情形,具有更好的泛化性.以严格线性矩阵不等式的形式,给出了保证该类Markov跳变奇异系统正则、因果、随机稳定的充分性判据,并设计了相应的状态反馈与输出反馈控制器.最后,通过数值仿真表明了所提出方法的有效性.     

随机马尔科夫跳跃系统有限时间控制

研究了转移概率部分信息未知的随机马尔科夫跳跃系统的有限时间控制问题.首先,介绍了有限时间随机稳定性与随机镇定性的概念;然后,利用矩阵变换、数学期望以及Gronwall不等式等方法,给出了系统为有限时间随机稳定的判定准则.利用上述结果,得出了系统状态输出反馈随机镇定的充分条件;进一步,考虑到实际工程中系统状态的不完全可测性,给出了保证系统有限时间随机镇定的动态输出反馈控制器设计方式,并求得了此控制器存在的判定条件.最后,用一个数值算例说明了控制器设计方法的有效性.     

具有局部已知转移概率的连续时间Markov 跳跃线性系统 稳定性分析和镇定的新方法

考虑转移概率为部分已知情形下的连续时间Markov跳跃系统的稳定性和镇定问题.通过充分利用转移概率的边界信息,将现有文献中局部已知转移概率的定义进行了推广.通过充分使用连续时间Markov跳跃线性系统转移概率矩阵行和为零的性质,得到了新的基于线性矩阵不等式的稳定性分析和状态反馈镇定条件.当转移概率为完全已知时,所给出的条件便退化为现有文献的结果.最后,仿真算例表明了所给出方法的有效性.     

离散随机Markov跳跃系统有限时间有界控制

研究一类带乘性噪声的离散时间随机Markov跳跃系统的有限时间控制问题.首先,定义系统的有限时间稳定和有限时间有界,通过逐次迭代和条件期望给出系统有限时间稳定的充分必要条件;其次,针对含干扰的系统,利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式技术得到系统有限时间有界的充分条件并设计状态反馈镇定控制器;然后,进一步考虑转移概率信息不完全下的有限时间有界问题;最后,通过数值例子验证了所提出方法的有效性.     

带乘性噪声的非齐次Markov跳跃系统有限时间稳定性

研究一类带乘性噪声的离散时间非齐次随机Markov跳跃系统的有限时间稳定性,该系统的转移概率矩阵不是常矩阵而是区间矩阵.在区间矩阵紧性的假设下,将其表示为随机矩阵的凸组合.首先,给出系统有限时间稳定的充分必要条件;其次,利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式技术得到系统有限时间稳定的充分条件,并用于设计有限时间状态反馈镇定控制器;最后,通过仿真算例说明所提出方法的有效性.     

一类连续广义Markov跳变系统的镇定性研究

研究转移概率部分未知情况下的连续时间广义Markov跳变系统的稳定性和镇定性.所研究的系统涵盖了转移概率完全已知和完全未知两种特殊情况,具有更广泛的意义.首先,基于线性矩阵不等式方法,获得了使系统正则、无脉冲、随机稳定的充分条件;然后,设计了基于线性矩阵不等式条件的状态反馈控制器,使闭环系统正则、无脉冲、随机稳定;最后,通过仿真算例验证了所提出方法的有效性.     

时滞执行器饱和Markov跳变系统的有限时间镇定

讨论了含执行器饱和的离散时滞Markov跳变系统在未知但有界扰动的情况下,针对系统模态转移概率部分未知的系统进行有限时间镇定的分析和研究。利用构造的Lyapunov函数和饱和非线性处理技术,对具有执行器饱和的离散时滞Markov系统进行研究,并提出了系统状态有限时间镇定的充分条件,结合线性矩阵不等式的方法,设计并实现了有限时间镇定状态反馈控制器。通过数值仿真,示例验证了该设计方法的有效性及潜在的应用性。     

基于MINC 方法的脉冲随机混合系统镇定与鲁棒稳定性分析

直接利用fmincon函数(MINC)研究一类在切换时刻具有脉冲行为的Markov切换随机系统。首先给出系统依概率稳定的充分条件,设计了系统的鲁棒镇定控制器,并进行了稳定性分析;然后给出了相应的状态反馈增益矩阵和脉冲增益矩阵的求解方法;最后,通过一个数值算例表明所设计方法的有效性。通过研究可知,许多控制系统的分析和综合问题均可以转化为MINC进行求解。     

非齐次马尔可夫跳跃正线性系统的稳定与镇定

本文研究一类非齐次马尔可夫跳跃正线性系统的稳定与镇定问题.该系统中模态的变化服从非齐次马尔可夫过程,其模态转移速率/概率矩阵是随时间随机变化的,且变化规律由一个高层马尔可夫过程描述,本文提出一种双层马尔可夫跳跃正系统模型来刻画此类系统特征.在此基础上,利用切换线性余正李雅普诺夫函数给出此类连续和离散时间非齐次马尔可夫跳跃正线性系统平均稳定的判据.然后,运用线性规划方法设计依赖于模态–模态转移速率/概率矩阵的状态反馈控制器,进而实现闭环系统的平均稳定性.最后,以功率分配系统为例给出仿真算例,验证了所设计控制策略的有效性.     

Stability and stabilization of Markovian jump linear systems with partly unknown transition probabilities

In this paper, the stability and stabilization problems of a class of continuous-time and discrete-time Markovian jump linear system (MJLS) with partly unknown transition probabilities are investigated. The system under consideration is more general, which covers the systems with completely known and completely unknown transition probabilities as two special cases — the latter is hereby the switched linear systems under arbitrary switching. Moreover, in contrast with the uncertain transition probabilities studied recently, the concept of partly unknown transition probabilities proposed in this paper does not require any knowledge of the unknown elements. The sufficient conditions for stochastic stability and stabilization of the underlying systems are derived via LMIs formulation, and the relation between the stability criteria currently obtained for the usual MJLS and switched linear systems under arbitrary switching, are exposed by the proposed class of hybrid systems. Two numerical examples are given to show the validity and potential of the developed results.     

具有数据包丢失及转移概率部分未知的网络控制系统H∞控制

研究一类具有数据包丢失及状态转移概率部分未知的网络控制系统随机稳定性及H∞控制问题．传感器与控制器之间、控制器与执行器之间存在数据包丢失的网络控制系统被建模成具有4个子系统的跳变系统,4个子系统之间的跳变遵行Markov跳变过程,并具有部分未知的跳变概率．利用Lyapunov稳定性定理及线性矩阵不等式的求解方法得到该类系统随机稳定的充分条件,并给出了相应的∞状态反馈控制器的设计方法．数值仿真结果验证了本文方法的正确性和有效性．     

有界丢包网络控制系统的稳定性与能稳性

主要讨论有界丢包网络控制系统的稳定性与能稳性. 基于迭代方法将有界丢包网络控制系统建模为一个跳变系统. 由于网络的复杂性, 跳变系统状态转移矩阵的部分元素无法获得, 因此, 我们考虑的这种情况更具有一般性. 并且本文考虑的丢包同时存在于前馈和反馈通道. 最后, 数值例子表明本文方法的有效性.     

Strictly dissipative stabilization of multiple‐memory Markov jump systems with general transition rates: A novel event‐triggered control strategy

This paper investigates the strictly dissipative stabilization problem for multiple‐memory Markov jump systems with network communication protocol. Firstly, for reducing data transmission, we put forward a novel mode‐dependent event‐triggered communication scheme based on aperiodically sampled data. Secondly, a Markov jump system with general transition rates is considered to make the result more applicable, where the transition rates of some jumping modes allow to be completely known, or partially known, or even completely unknown. Thirdly, a less restrictive Lyapunov‐Krasovskii functional, which is only required to be positive definite at end points of each subinterval of the holding intervals, is first introduced for event‐triggered control issue. Based on the above methods, a sufficient condition with less conservatism is obtained to ensure the stochastic stability and dissipativity of the resulting closed‐loop system. Meanwhile, an explicit design method of the desired controller is achieved. Finally, two numerical examples are presented to demonstrate the effectiveness and advantage of the proposed method.