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。     

网络控制系统中的时延分析

介绍了网络控制系统的概念,论述了网络控制系统中的基本问题并分析了网络控制系统中的网络诱导时延.     

网络控制系统中的时延分析

介绍了网络控制系统的概念,论述了网络控制系统中的基本问题并分析了网络控制系统中的网络诱导时延。     

网络控制系统研究综述与前景展望

介绍了网络化控制系统（networked control system, NCS）出现的背景，综述了NCS面临的基本问题和现状，整理了近年来NCS分析与综合方面的研究成果和最新进展．描述了NCS的模型、特点、时延、丢包、稳定性、网络调度等内容，归纳了现有的研究方法．对TrueTime和NS2等仿真工具做了比较详细的阐述．最后，论述了NCS研究中尚待解决的问题，展望了网络控制系统未来的发展前景．     

一类非线性网络控制系统的稳定性分析

网络诱导时延是影响网络控制系统稳定性和动态性能的主要因素.针对一类仿射非线性被控对象模型,利用泰勒展开进行局部线性化.考虑网络诱导时延,采用状态反馈控制器,建立基于状态反馈控制器的闭环控制系统模型.通过Lyapunov方法证明,所得最大允许时延能够保证闭环网络控制系统稳定.最后以Simulink构建一个仿射非线性被控对象模型,通过仿真证明了本文方法的正确性和有效性.     

一类短时延网络控制系统的容错控制器设计

针对短时延情况，本文利用容错的思想建立了SISO（Single-Input Single-Output）网络控制系统发生传感器故障时的模型。在此基础上，借助切换系统理论分析了闭环网络控制系统的稳定性。用LMI形式给出了系统渐近稳定的充分条件和控制器的设计形式，最后给出了仿真证明。     

网络控制系统的分析与控制

网络控制系统是指通过网络形成闭环的实时反馈控制系统.针对同时具有网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统,研究了其建模、稳定性分析与控制器设计的问题.所考虑的网络诱导时延为小于一个采样周期的短时延,既可以是定常的也可以是时变的;随机丢包过程是具有普遍意义的任意丢包过程,其数字特征不必先验得到.运用Lyapunov方法,得...     

MIMO网络控制系统的控制器设计

研究了长时延有界的情况下,多输入多输出网络控制系统发生传感器故障时的控制器设计问题。首先,利用容错控制的思想建立了多输入多输出网络控制系统发生传感器故障时的模型。在此基础上,借助切换系统的理论,分析了闭环网络控制系统的稳定性,用线性矩阵不等式（LMI）形式给出了多输入多输出网络控制系统渐近稳定的充分条件和控制器的设计形式。仿真结果表明,该方法可以对多输入多输出网络控制系统中传感器故障问题进行有效的容错控制。     

移动机器人网络控制系统的输出反馈控制

以线性时不变系统为被控对象,建立了四轮移动机器人网络控制系统的离散数学模型。诱导时延是影响系统性能的关键因素,通过在节点中设置缓冲区的方法可以将网络控制系统中的随机诱导时延转化为确定性时延,从而将网络控制系统由随机系统转化为确定性系统。通过被控对象移动机器人控制实验系统,设计了一个能处理网络诱导时延的输出反馈控制器,分析了采样周期和网络诱导时延对网络控制系统稳定性的影响。仿真结果表明了该控制器和控制策略的正确性及有效性。     

网络控制系统消息时延的仿真研究

网络时延是网络控制系统(NCS)面临的首要问题,由于受MAC机制、网络负载、网络调度等因素影响,该时延一般是时变和不确定的.传统控制系统仿真软件难以客观反映网络时延的变化,无法用于NCS时延的仿真分析.应用TrueTime仿真工具,对NCS网络时延的主体-消息时延进行仿真研究.首先,给出了利用TrueTime进行NCS仿真的结构框图,分析了TrueTime内核模块和网络模块的功能特点;其次,针对一个具体的NCS,建立了TrueTime仿真模型;最后,通过仿真试验,研究了NCS消息时延的变化特性,所得结论可以指导NCS的分析与设计.     

基于调度的网络化控制系统

网络化控制系统NCSs(NetworkedControlSystems)是基于网络的分布式控制系统,具有强实时性。本文分析了网络控制系统的特点,网络时延与控制系统性能间的关系,分类介绍了当前网络化控制系统的研究方法、分析角度及策略。     

网络控制系统的能控性与能观性

针对随机时变时延的存在使得网络控制系统的分析变得非常复杂,传统的控制理论在应用到网络控制系统中时必须重新考虑的问题,通过在传感器和控制器的发送端和接收端引入缓冲器的方法,将网络控制系统中随机时延转化为确定性时延,在此基础上研究了网络控制系统的能控性和能观性,并给出了网络控制系统能控和能观的充分必要条件。该方法可推广至其他的时延系统中去。     

网络控制系统综述

本文回顾了网络控制系统的发展历史,介绍了网络控制系统的研究现状,在指出网络控制系统存在的问题的基础上,提出了未来网络控制系统的发展方向.     

网络化控制系统：建模、分析与控制

对网络化控制系统的结构作了简单描述，分析了基于网络的控制的一些问题，如采样、量化误差、编码、时延以及网络有限带宽对控制性能的约束等，并指出了一些可能的研究方向．     

无线网络控制系统的研究

介绍了无线网络控制系统出现的背景,综述了无线网络控制系统的研究内容及现状。无线网络控制系统是基于无线网络的分布式控制系统。它融合了控制技术、计算机技术、网络技术与通信技术,已成为控制界的热点研究之一。针对无线网络控制系统中存在的随机时延和数据丢包,讨论了系统的建模问题,分析了目前的研究现状,并总结了国内外在无线网络控制系统研究过程中所提出的方法和取得的成果,提出了有待进一步解决的问题及以后的研究方向。     

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。     

MIMO网络控制系统的稳定性分析

推导了多输入多输出网络控制系统的时滞离散时间数学模型，此模型包括了控制网络的网络延时．提出了一种新的网络控制系统稳定性分析方法，得到了使系统稳定的各网络延时应满足的条件．只要系统的网络延时满足这些条件，网络控制系统的极点便分布在复平面内的一个圆形区域内．若此圆形区域在单位圆内，网络控制系统就是稳定的．仿真实验验证了所提理论的有效性．     

Fundamental Issues in Networked Control Systems

This paper provides a survey on modeling and theories of networked control systems (NCS). In the first part, modeling of the different types of imperfections that affect NCS is discussed. These imperfections are quantization errors, packet dropouts, variable sampling/transmission intervals, variable transmission delays, and communication constraints. Then follows in the second part a presentation of several theories that have been applied for controlling networked systems. These theories include: input delay system approach, Markovian system approach, switched system approach, stochastic system approach, impulsive system approach, and predictive control approach. In the last part, some advanced issues in NCS including decentralized and distributed NCS, cloud control system, and co-design of NCS are reviewed.      

一类异步网络控制系统的分析与建模

针对具有异步时序和状态反馈的异步网络化控制系统，分析了在短时延单包传输、多包传输、单包传输有数据包丢失、多包传输有数据包丢失和长时延单包传输等不同网络条件下网络化控制系统的特点，在此基础上首次提出了各种不同条件下网络化控制系统的统一建模方法。这种包含系统噪声的离散状态空间模型的建立，为网络化控制系统的准
准确辨识和有效控制奠定了基础。