一类基于观测器状态反馈镇定的网络化控制系统

本文研究仅仅在传感器与控制器之间存在网络的网络化控制系统的观测器以及控制器的设计问题．考虑系统同时存在随机时滞和数据包丢失的情况，通过求解线性矩阵不等式，设计出了保证网络化控制系统渐近稳定的观测器以及控制器．最后给出一个实例说明了此设计方法是有效的．     

时变时滞Lurie控制系统的绝对稳定性

基于Lyapunov稳定性定理,利用线性矩阵不等式方法给出了系统绝对稳定的判别准则.讨论了具有多个时变时滞的Lurie直接控制系统和Lurie间接控制系统的绝对稳定性.所得结论是时滞无关的,即绝对稳定性充分条件仅依赖于时滞导数的大小,特别地,时滞可为无界函数.通过一个示例说明有时得到时滞相关的绝对稳定性条件比时滞无关的稳定性条件具有更大的保守性,促使今后寻找另外的方法和工具得到保守性较低的稳定性条件.仿真示例同时说明此方法对时滞为无界函数时的有效性.     

具有滞后型执行机构的Lurie控制系统的鲁棒绝对稳定性

本文对于具有滞后型执行机构的不确定性Lurie控制系统，构造了一个关于Lyapunov泛函中自由参数的LMI。通过这个LMI的解来构造Lyapunov泛函保证系统的鲁棒绝对稳定性。在此基础上，获得了保证系统绝对稳定的鲁棒扰动界的LMI，并给出了利用迭代法获得鲁棒扰动界的方法。最后给出一个实例说明本文方法的有效性。     

一类基于观测器的网络控制系统鲁棒控制器设计

研究一类基于状态观测器的网络控制系统鲁棒稳定性和鲁棒控制器设计问题.考虑传感器时钟驱动、控制器和执行器事件驱动以及小于等于一个采样周期的不确定时延,建立了基于状态观测器的网络控制系统增广模型.利用线性矩阵不等式方法推导出该系统鲁棒稳定的条件,进一步给出了鲁棒控制律和状态观测器设计方法.数值仿真算例证明了分析方法和结果的有效性.     

具有输出延迟的网络化控制系统稳定性分析

将网络化控制系统看成一个具有输出时延的采样控制系统,运用具有时延的输出信号设计了一种新的观测器和相应的控制器,从而得到含有时滞的闭环网络化控制系统和使该闭环系统稳定的充分条件。最后给出了求解观测器增益和控制器增益的锥补线性化方法,仿真实例说明了所提方法的有效性。     

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.     

网络化控制系统的信息调度与稳定性研究

针对具有通信约束的变速率网络化控制系统模型，研究在有系统信息丢失的情形下闭环系统的渐近稳定性问题；同时针对框架化的信息调度方法，探讨了在给定网络变速率采样模式下，通过设计动态反馈控制律保持闭环系统渐近稳定的方法来评判信息调度方法的适定性。     

一类时变非线性控制系统的绝对稳定性

用“二次型加积分项”形式的Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数研究一类时变非线性控制系统的绝对稳定性，给出了系统绝对稳定的充分条件以及时变系数导数界限的估计，明显地优于［１］中的结果。     

网络化控制系统的时延观测器设计及其状态反馈控制

研究了一种网络化控制系统,其输出时延和控制时延均大于采样周期,且控制时延服从已知随机分布.基于现今值观测器原理,采用设置缓冲区和带有时戳的传感数据传输方法,给出了一种具有时延补偿功能的时延观测器,并证明了在系统可观的条件下可实现观测器极点的任意配置.之后,基于该观测器设计了状态反馈控制系统,并证明了复合系统的分离性原理.通过仿真验证了所提方法的有效性.     

带有输出传输时延的网络化控制系统基于观测器的FDI设计

将网络控制系统(NCS)看成一个具有输出时延的采样控制系统, 并建立了其数学模型. 接着构造了一个故障观测器, 产生了系统故障的指示器残差. 然后在此基础上介绍了一种故障检测和分离 (FDI)的方法, 总结了FDI观测器的设计算法. 最后, 一个实例证明了此方法的可行性.     

一类带有时延的非线性网络控制系统可靠模糊控制

研究了带有状态时延及执行器故障的非线性网络控制系统的可靠模糊控制问题. 利用输入时延方法, 将带有网络诱导时延和数据包丢失的非线性网络控制系统等价的转化为具有时变时延的Takagi-Sugeno(T-S)模糊系统. 时延对象的状态信息, 采用时滞分解方法, 得以充分的考虑. 并利用锥补线性化迭代算法, 将非凸的稳定性条件转化成可行的线性矩阵不等式(LMI)的形式. 文中将更紧的界处理方法(相互凸组合技术)与不相关增广矩阵项引入到Lyapunov函数的处理当中, 获得保守性更小的稳定性条件. 数值算例验证了该方法的有效性.     

一种改进的具有非理想网络状况的网络控制系统分析与综合方法

提出一种改进的具有非理想网络状况, 如时变网络时延和丢包等的网络控制系统分析与综合方法. 在引入具有最新信号选择功能的逻辑零阶保持器和已有的网络系统模型基础上, 采用Lyapunov-Krasovskii泛函方法, 通过引入自由矩阵消除交叉项和利用函数的凸性进行等价变换, 得到保守性较小的效果. 实例表明上述方法的有效性.     

一类不确定时延网络控制系统的稳定性分析

针对网络控制系统中时延不确定因素,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,基于LMI和Lyapunov理论,研究了一类具有时延的网络控制系统的稳定性问题,并运用Lyapunov方法和线性矩阵不等式对不确定时延系统进行了稳定性分析。并以Riccati不等式和线性矩阵不等式的形式给出了系统稳定的充分条件,使得在不确定时延情况下,系统达到理想稳定性。最后,通过Matlab工具箱对数值结果进行仿真,在时延相关情况下,求得系统达到闭环稳定时最大允许的时延,表明了设计方法的有效性。     

A Switched System Approach to Robust Stabilization of Networked Control Systems with Multiple Packet Transmission

This paper considers robust stabilization of networked control systems (NCSs) with the problem of multiple packet transmission. Two parts of uncertainties are considered in this paper: norm‐bounded parameter uncertainties in the plant, and norm‐bounded parameter uncertainties in the controller. For sensor nodes and actuator nodes communicating through a limited communication channel, we are particularly interested in the case that only one packet containing part of the state information can be transmitted through a toking‐bus every time. Stability of the NCSs with multiple packet transmitted in a periodic manner is closely related to that of periodically switched systems. For NCSs with and without uncertainties in the plant and the controller, stabilizing state feedback controllers are constructed in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Numerical examples are given to illustrate the feasibility and effectiveness of the proposed approach.     

一类具有非线性扰动的多重时滞不确定系统鲁棒预测控制

针对一类具有非线性扰动且同时存在多重状态和输入时滞的不确定系统, 提出 一种鲁棒预测控制器设计方法. 基于预测控制滚动优化原理, 运用Lyapunov稳定性 理论和线性矩阵不等式 (Linear matrix inequalities, LMIs)方法, 首先近似求解无限时域二次性能指标优化问题, 然后优化非 线性扰动项所应满足的最大上界, 定量地研究鲁棒预测控制在范数有界意义下的扰动抑制 问题, 并给出了鲁棒预测控制器存在的充分条件. 最后通过仿真验证了所提方法的有效性.     

Absolute Stability of Nonlinear Systems with Two Additive Time-varying Delay Components

In this paper, we present a new sufficient condition for absolute stability of Lure system with two additive time-varying delay components. This criterion is expressed as a set of linear matrix inequalities (LMIs), which can be readily tested by using standard numerical software. We use this new criterion to stabilize a class of nonlinear time-delay systems. Some numerical examples are given to illustrate the applicability of the results using standard numerical software.     

网络控制系统随机稳定性研究

研究了具有随机网络诱导时延及数据包丢失的网络控制系统随机稳定性问题. 本文用一个具有两个状态的马尔可夫链来描述数据通过网络传输时随机数据包丢失过程, 利用马尔可夫跳变线性系统理论, 将网络控制系统建模为一个具有两种运行模式的马尔可夫跳变线性系统, 给出了在状态反馈控制下网络控制系统随机稳定的线性矩阵不等式形式的充分条件, 最后用一个仿真示例验证了该方法的有效性.     

网络化控制系统带宽配置的一种新策略

根据循环服务网的运行特征和三类数据(周期数据、紧急数据和非紧急数据)的不同实时性要求,分析了不同类型数据的网络稳定性条件,提出动态共享时间窗的带宽配置策略.该策略在满足系统实时性和网络稳定性要求的同时,降低了网络化控制系统对缓冲容量的需求并充分地利用了带宽资源.进一步地,通过仿真实验研究了基本周期内非紧急数据带宽配置策略的选择对系统实时性和网络稳定性的影响,说明当非紧急数据带宽选择合理时,两种非紧急数据带宽配置策略均可保证系统良好的总体性能.     

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．