网络化非线性系统的非脆弱H∞控制

具有对数量化、网络诱导时延和数据包丢失的网络化Lipschitz非线性系统控制器,存在参数摄动问题。为此,设计一种加性非脆弱状态反馈H∞控制器。将数据量化和网络诱导时延对被控系统的影响,转化为系统的不确定参数,网络化控制系统建模为马尔可夫跳变系统。采用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出网络化Lipschitz非线性系统的加性非脆弱状态反馈H∞控制器存在的充分条件,该非脆弱H∞控制器可通过解线性矩阵不等式求出。仿真结果表明,当控制器存在参数摄动时,与传统控制器相比,非脆弱控制器不仅能使被控系统稳定,而且满足设定的H∞性能指标。     

网络控制系统的H∞状态反馈控制器设计

研究了对网络控制系统如何设计H∞状态反馈控制器.这些网络控制系统中存在不确定的网络时延和数据包丢失.当网络时延和连续丢包有界时,可以将系统建模为具有时变输入时滞的系统,利用Lyapunov-Krasovskii泛函,推导出网络控制系统渐近稳定的充分条件.将这些充分条件转化为带等式约束的LMIs,并对他们进行迭代求解,就可以构造H∞控制器.与现有结果相比,在推导稳定性条件时本文对交叉项采取了更紧的界定,并且在设计控制器时无需知道调节参数.因此,本文提出的方法具有更低的保守性.仿真结果说明了本方法的正确性和有效性.     

变采样周期网络控制系统的H∞控制

时延以及数据包丢失是导致网络控制系统性能降低的重要原因.利用既是时钟驱动又是事件驱动的传感器,可以使时延与采样周期具有相同的长度,这样降低了建模随机时延的保守性.通过把具有时变采样周期的网络控制系统建模为切换系统,并利用线性矩阵不等式,本文给出了保证系统渐进稳定的充分条件,同时设计了系统的H∞控制器,仿真结果表明了本文所提出的变采样周期方法的有效性.     

基于状态空间模型的网络化广义预测控制

针对网络化控制系统中存在的网络诱导时延和数据包丢失,考虑了基于状态空间模型的网络化广义预测控制问题,提出一种采用最小预测步长和预测控制向量分别补偿网络诱导时延和数据包丢失对系统性能影响的新方法.分别给出了存在数据包丢失、网络诱导时延以及两者同时存在情况下的控制器设计方法.仿真实验结果验证了所提出算法的有效性.     

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．     

具有时延和丢包的网络控制系统H∞状态反馈控制

研究了具有时延和数据包丢失的网络控制系统H_∞状态反馈控制问题.考虑了网络控制系统中同时存在时延和数据包丢失的情况,将丢包过程建模为有限状态的马尔可夫过程.在此模型的基础上,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了保持系统均方稳定且满足H_∞性能的控制器存在的充分条件,并给出了相应的设计方法.最后数例仿真结果表明了控制器设计方法的有效性.

     

有数据包丢失奇异网络控制系统H_∞控制器设计

针对广泛存在于许多领域和行业的奇异被控系统模型,考虑网络控制环境下存在的网络诱导时延、数据包丢失、外部扰动、奇异系统结构不稳定性和脉冲行为等复杂因素,利用Lyapunov和线性矩阵不等式方法,研究了状态反馈控制方式下奇异网络控制系统H!控制器设计和优化问题,提出了奇异网络控制系统状态反馈H!控制器存在的条件、H!控制器设计及其优化方法以及相应的扰动衰减度求取方法。系统仿真实例表明了提出的设计方法有效且可行。     

MIMO网络控制系统的指数稳定性

研究具有时延和数据包丢失的多输入多输出网络控制系统的指数稳定性和控制器设计问题.对在传感器与控制器、控制器与执行器间皆有时延和数据包丢失的网络控制系统结构进行了简化,建立了动态输出反馈网络控制系统模型.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导出网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和动态输出反馈控制律设计方法.数值算例说明结果是可行的.     

具有模态依赖时延的网络控制系统的H∞ 控制

针对一类模态依赖时延的网络控制系统,研究其H∞控制问题.基于马尔可夫跳变理论,通过构造随机的Lyapunov-Krasovskii函数,基于自由权重矩阵方法,得到H∞指标约束下闭环系统随机稳定的充分条件,并给出了马尔可夫模态依赖的状态反馈H∞控制器的设计方法.仿真实例验证了该设计方法的有效性.     

具有反馈增益摄动的网络化控制系统H∞控制

在考虑系统状态反馈增益发生加性不确定摄动的情况下,基于线性矩阵不等式(LMI)方法,研究了具有网络诱导时延的网络化控制系统(NCS)H∞非脆弱控制器的设计问题.以线性矩阵不等式形式给出控制器存在的充分条件,通过求解LMI得出控制器参数.数值示例表明,当其控制器增益不确定时,所提H∞非脆弱控制器仍保证NCS渐近稳定,并具有所期望的H∞性能;而当控制器增益不确定时,由H∞鲁棒控制控制器控制的NCS将不稳定.     

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。     

具有时变时滞和多包丢失的网络控制系统量化H∞控制

研究了具有时变时滞与多数据包丢失的网络控制系统(networked control systems,NCSs)的量化H∞控制问题.同时考虑传感器-控制器间的测量通道及控制器-执行器间的控制通道的多数据包丢失,并将其用满足Bernoulli分布的随机变量来表示.控制输入信号和测量输出信号分别在传感器和控制器两侧进行对数量化,量化误差描述为扇区有界不确定性.利用Lyapunov理论和线性矩阵不等式方法,得到了使得闭环NCSs满足一定H∞性能指标的均方意义下指数稳定充分条件,并给出了基于观测器的时滞相关控制器设计方法.最后,通过实例证明了该方法的有效性.     

Robust H∞ integrity design of networked control system with quantizing error

针对同时存在时变时延、丢包和信息量化的参数线性不确定网络化控制系统,在执行器失效故障和外界有限能量扰动共存的情形下,基于状态多时延模型,通过构造时滞且量化误差依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,给出了使不确定网络化控制系统具有鲁棒H∞完整性的判决准则和控制器的设计方法.还进一步讨论了故障网络化控制系统稳定运行的最大允许时延和最大允许量化误差,并以此为依据对H∞性能指标进行了优化,给出了鲁棒H∞最优容错控制器设计方法.由于模型中考虑了时延下界,证明过程引入适当自由权矩阵变量且未进行模型转换,使得其结果具有较少保守性.仿真结果验证了该方法的有效性.     

有时延和数据包丢失的网络控制系统控制器设计

在同时考虑网络诱导时延和数据包丢失的基础上,研究了动态输出反馈网络控制系统指数稳定性和控制器设计问题.基于一定的数据包丢失率和不大于一个采样周期的时延,将系统建模为结构事件率约束的异步动态系统.利用线性矩阵不等式方法推导出网络接通率约束的系统指数稳定的充要条件,给出了确保系统稳定的控制器设计方法.Matlab数值算例说明了研究结果是有效可行的.     

具有长时延及丢包的网络控制系统H∞ 鲁棒滤波

研究了同时具有大于一个采样周期的随机传输时延及数据包丢失的网络控制系统H∞滤波问题.对于给定的丢包率,滤波误差系统被建模为具有两个事件速率约束的异步动态系统,利用异步动态系统理论给出滤波误差系统满足指数稳定和H∞性能指标的充分条件.H∞滤波器可通过解一组线性矩阵不等式求出.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

基于双观测器的网络控制系统稳定性分析

网络控制系统存在网络诱导时延和数据包丢失等问题,使网络控制系统控制性能下降甚至导致系统不稳定,同时在实际应用中存在双闭环的情况,并且一些系统的状态不可测量。针对上述问题,设计2个状态观测器,利用测量输出进行状态重构,并采用状态观测器对丢包进行补偿,应用指数稳定定理分析整个系统的闭环稳定性,给出状态控制率的求解方法。仿真结果证明,该方法能有效补偿网络控制系统的性能,保证在时延和有数据包丢失情况下的网络控制品质。     

数据包丢失的无线网络控制系统的故障检测

针对一类具有数据包丢失的无线网络控制系统,根据数据包丢失和未丢失的情况,同时结合无线网络控制系统数据传输过程中时延的特点,设计了具有时延补偿功能的鲁棒H∞观测器进行故障检测。当系统未发生故障且不存在未知扰动时,系统是稳定的,当存在未知扰动时,系统满足一定的H∞性能。为了及时检测系统的故障并减小系统故障的误报率,设计了残差评价信号,当系统发生故障,残差评价信号即刻超过指定值,系统检测出故障。所得结果通过仿真示例得到了验证。     

具有数据丢失的网络控制系统的H∞输出反馈控制

研究了一类同时存在测量数据和控制数据丢失的网络控制系统的H∞输出反馈控制问题.采用满足伯努利分布的随机变量来描述数据的随机丢失.利用矩阵不等式方法给出了动态输出反馈控制器存在的充分条件;所设计的控制器使得闭环系统在均方意义下指数稳定并具有给定的H∞性能.采用SLPMM给出了控制器的求解算法.仿真算例说明了该设计法的有效性.     

网络控制系统稳定性的图理论

针对具有有界时延和数据包丢失的网络控制系统,提出了一种新的稳定性判据.基于Lyapunov方法和图论理论,给出非线性离散和连续刚络控制系统渐近稳定的充分条件,获得保持这两类系统稳定的最大允许时延界.得到控制器设计方法.并且,利用区间矩阵的谱特征.给出网络控制系统区间稳定的充分条件.设计算法,获得比例积分反馈控制器增益.算例表明所提方法的有效性.     

网络控制系统H∞鲁棒控制器设计

针对存在不确定时延的网络控制系统, 将未知扰动和建模误差转换为满足给定约束的矩阵, 建立具有参数不确定性的网络控制系统模型。基于Lyapunov稳定性理论证明控制系统渐近稳定, 结合线性矩阵不等式完成H∞鲁棒控制器设计。通过仿真实验, 比较在不同时延条件下系统的状态响应曲线, 结果证明所设计的H∞鲁棒控制器可以解决系统中存在不确定建模误差、干扰和时延等问题, 具有一定的鲁棒性。