一种多包传输网络控制系统的对象建模

针对多包传输的网络控制系统,研究了其建模的问题.设网络只存在于传感器节点与控制器节点之间,传感器节点和控制器节点为时钟驱动,执行器节点为事件驱动,并且分别对节点在时钟同步方式和时钟异步方式两种情况下,用一种统一的形式,进行了多包传输的网络控制系统的建模.而且此模型可以用来分析系统的性能.     

基于网络模型的综合多速率采样预测控制器

针对网络控制系统(NCS)中存在的网络延迟和数据丢包问题以及网络控制系统的多采样率特性,将预测控制器和网络延迟补偿器相结合,提出一种基于网络模型的综合多速率采样预测控制器.预测控制器利用多步预测、滚动优化、反馈校正控制策略补偿了传感器-控制器传输延迟,网络延迟补偿器补偿了控制器-执行器传输时延和一些未知网络延迟.仿真试验表明,该算法对网络延迟和数据丢包具有一定的补偿作用,提高了网络资源利用率并且保证闭环网络控制系统渐近稳定.     

具有控制约束的网络控制系统的鲁棒H_∞控制

针对具有控制约束的网络控制系统(Networked Control Systems,NCS)的特点,建立了具有外部扰动的网络控制系统模型,对其H∞性能加以分析和研究,并验证所取得的理论成果.假设具有控制约束的网络控制系统的H∞控制器与执行器均为事件驱动,传感器为时间驱动,且网络诱导时延小于传感器的采样周期,然后将此类网络控制系统的广义被控对象建模为一类线性离散系统,运用Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI),导出闭环系统渐近稳定且满足给定H∞性能指标的充分条件,并给出了控制器的具体求法.得到了系统的H∞控制器存在条件及具体方法,通过设计该控制器,使具有外部扰动的网络控制系统的性能有很大的改善,通过Matlab仿真证明该控制器行之有效.     

具有积分二次约束属性的网络控制系统H∞容错控制

针对一类具有积分二次约束属性的时滞网络控制系统,研究了系统在不等间隔采样下的H_∞容错控制.首先,分析并处理了网络控制系统中时滞与不等间隔采样之间的关系.以此为基础,建立了不等间隔采样下的不确定时滞网络控制系统的切换模型.通过构造Lyapunov函数,运用H_∞控制方法,以及设计具有积分二次约束属性的控制器,获得了基于LMI描述的系统时滞依赖稳定性判据.然后,建立了网络控制系统的传感器故障模型和传感器故障下的网络控制系统数学模型.通过把结论运用到传感器出现故障的网络控制系统,得到了系统在H_∞容错控制下的稳定性判据.最后,通过与其他文献介绍的方法进行比较的一个例子,说明了该方法的有效性.     

时延加权融合技术的无线传感器网络控制

本文研究了无线传感器网络控制系统的建模、稳定性与控制器设计问题.首先建立一个新的无线传感器网络控制系统模型,然后提出一种用于多个传感器数据融合的时延相关加权均值方法,并通过系统建模及分析,把无线传感器网络控制系统稳定性问题转换成为具有多个传输时延和丢包现象的多传感器单控制器网络控制系统稳定性问题.并利用线性跳变系统理论...     

具有随机丢包的网络控制系统的镇定

研究具有随机丢包的网络控制系统(NCS)的镇定问题.同时考虑传感器节点到控制器节点(S/C)和控制器节点到执行器节点(C/A)的随机丢包,并分别对这两种丢包现象建模.基于Lyapunov稳定性理论,得到闭环系统全局均方渐近稳定的充分条件.进一步利用线性矩阵不等式(LMI)方法,得到状态反馈控制律的增益矩阵.数值仿真算例验证了所得结果的有效性.     

多包传输网络控制系统的对象建模

由于将通讯网络的引入,不可避免地引起传输延时。网络传输延时的存在使网络控制系统的分析和设计更加复杂和困难,尤其是多包传输的网络控制系统。在分析网络多包传输原因的基础上,研究了多包传输网络控制系统的对象建模。系统中传感器采用时间驱动的方式,控制器和执行器采用事件驱动的方式。在考虑系统噪声和网络诱导延时大于一个采样周期的情况下,给出了多包传输的网络控制系统模型。此模型可以用来分析系统的性能。     

时延网络控制系统的稳定性

针对网络控制系统中存在的不确定时延 ,首先讨论了系统的建模问题 .系统中传感器采用时间驱动 ,执行器与控制器采用事件驱动 ,传感器的数据采用单包传输 .假设传输时延小于采样周期 ,网络控制系统可以建模为一类具有不确定性的线性离散时延系统 .利用Lyapunov方法 ,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件 ,基于相应的线性矩阵不等式可行解 ,可以求解状态反馈控制律 .最后 ,用仿真例子验证了该方法的有效性     

网络控制系统的研究现状

网络控制系统是通过共享通信网络,在传感器,执行器和控制器之间传输信息,并且在地理位置上分散的系统.回顾了近年来关于网络控制系统在数据包丢失,采样和网络时滞等信道缺陷影响下的稳定性分析问题.     

双率采样系统的基于观测器的网络化H∞控制

研究一类带有网络传输时滞和丢包的双率采样系统的网络化H∞控制问题. 假设对象状态变量被分成两个分向量, 同一分向量的状态变量由同一类传感器以相同周期采样, 且两类传感器的采样频率不同. 采样后的分向量分别通过非理想网络传输到控制器端. 考虑到双率采样、网络传输时滞和丢包现象, 引入同步观测器来估计对象状态并设计基于估计状态的控制器来镇定双率采样系统. 基于这个思路, 将双率采样的网络化控制系统建模为带有两个时变时滞的连续系统. 利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法, 以矩阵不等式形式给出该系统的稳定性判据和控制器设计方法. 最后, 通过数值例子验证所提方法的有效性.     

具有数据包丢失的网络控制系统主动容错控制

在保证稳定性的前提下,研究具有数据包丢失的网络控制系统主动容错控制问题.基于一类包含马尔可夫丢包过程的网络控制系统模型,考虑了执行器可能失效的情况.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,获得了系统的保性能被动容错控制器.从控制性能的角度考虑,针对不同的执行器失效模式,得到了丢包网络环境下系统的主动客错控制器的设计方法.数值示例表明,该控制器设计方法是有效的.     

时滞网络控制系统的模糊控制及稳定性分析

针对网络控制系统(Networked Control Systems,NCSs)中存在的时延问题,给出一种新的网络控制系统的建模方法--离散模糊T-S模型,利用此模型去逼近非线性网络控制系统,并在此模型的基础上应用平行分布补偿原理(Parallel Distributed Compensation,PDC)设计控制器....     

一类仿射非线性网络控制系统的稳定性分析

利用采样数字控制系统的方法分析了一类混杂动态系统模型描述的仿射非线性网络控制系统的稳定性问题.针对一类仿射非线性对象和线性数字控制器组成的网络控制系统,考虑了网络诱导延时对系统稳定性的影响,得到了仿射非线性网络控制系统一致渐近稳定的条件．仿真实例验证了理论分析的正确性．     

具有丢包的非线性奇异系统的网络脉冲控制器设计

针对给定的一类非线性奇异系统,设计了基于数据丢包的网络脉冲控制器.首先建立了非线性奇异网络脉冲控制系统的数学模型;然后根据李亚普诺夫稳定性理论,分别考虑系统在连续状态和脉冲时刻的指数稳定性条件,给出了基于数据丢包的网络脉冲控制器的设计方法,使网络脉冲控制器能够保证具有数据丢包的非线性奇异系统实现指数稳定;最后,以洛伦兹混沌系统为例表明了控制器设计方法的正确性.     

On the model-based networked control for singularly perturbed systems with nonlinear uncertainties

In this paper, the model-based networked control is addressed for a class of singularly perturbed control systems with nonlinear uncertainties. An approximate linear slow and fast control system of the plant, which can be obtained by omitting the nonlinear uncertainties, are used as a model to estimate the state behavior of the plant between transmission times. The stability of model-based networked control systems is investigated under the assumption that the controller/actuator is updated with the sensor information at constant time intervals. It is shown that there exists the allowable upper bound of the singular perturbation parameter such that the model-based networked control system is globally exponentially stable.     

存在数据包丢失NCS系统的补偿估计器的建模与分析

对同时存在网络诱导时延及数据包丢失的一类网络控制系统进行了研究和分析。针对时延网络系统存在的数据包丢失,设计出包丢失估计补偿器,用补偿器的信息来更新控制器并建立系统模型,从而有效降低了时延和丢包对系统的影响,最终提高系统性能。与此同时,通过李亚普诺夫稳定性理论来对闭环系统进行了稳定性分析,并给出控制器的设计方法。最后,通过了实例仿真,证实了带补偿器和估计器的网络控制系统设计的有效性。     

网络传输迟延与丢包的补偿及系统稳定性分析

针对网络传输在控制系统中引发的问题,提出在控制器节点采用针对迟延和丢包的补偿估计器．以提高控制系统的性能。当迟延小于一个采样周期且数据包传输率已定时,将包含该补偿估计器的网络控制系统（CEDPNCS）,描述为具有两个事件的异步动态系统,并推导出保证系统稳定的时变双线性矩阵不等式．仿真结果表明．所提出的方法能有效提高控制系统的性能．     

Design and stability analysis of networked control systems with random communication time delay using the modified MPC

This paper describes a novel control technique to deal with networked control systems with random communication time delay, which is known to highly degrade the control performance of the controlled system. This problem can be solved using a modified model predictive control, which uses the future control sequence to compensate for the forward communication time delay. Also, using a model predictor, the time delay in the backward channel can be compensated as well. Another key part of this paper is to analyse the stability of the networked control systems. The analytical criteria are obtained for both fixed and random communication time delays. The simulation results and practical experiments illustrate that the proposed controller design is realistic.     

基于动态反馈控制器的网络控制系统的稳定性分析

考虑实际模型的不确定性,针对一类具有不确定线性参数的网络控制系统,给出具有网络诱导时延及不确定线性参数的被控对象模型,设计其动态反馈控制器,建立基于动态反馈控制器的网络控制系统闭环模型.采用Lyapunov方法,给出保证该系统稳定的最大允许时延上界.仿真结果表明系统模型及控制器设计的合理性,所得最大允许时延上界保守性更弱.     

不确定时滞模糊系统的鲁棒H∞网络控制

A robust H_∞networked control method for Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems with uncertainty and time delay is presented.A state feedback controller is designed via the networked control system (NCS) theory.Sufficient condition for robust stability with H_∞performance is obtained.Network-induced delay in network transmission and packet dropout are analyzed. Simulation result shows the validity of this control scheme.