多模式网络化控制系统稳定性分析

网络传输引起的时滞在网络化控制系统中经常出现．针对存在多个运动模式的网络化控制系统,建立了时滞混杂自动机模型,分析了系统平衡点的稳定性,给出了平衡点保持稳定的充分条件在于构造的与离散状态相关的Lyapunov泛函在离散状态的切换时刻是非增的．当时滞混杂自动机中连续性子系统为线性时不变时滞系统时,可以利用线性矩阵不等式方法来寻找系统的公共Lyapunov泛函,并求解使系统平衡点保持稳定的时滞上界．最后,给出了一个例子说明了分析结果．     

变时滞不确定奇异系统的输出反馈H_∞控制(英文)

针对同时含有变时滞和参数不确定性的奇异系统,研究了基于静态输出反馈的鲁棒H∞控制问题。采用Lya-punov泛函方法,给出了奇异系统时滞依赖渐近稳定且具有H∞范数界γ充分条件;利用含等式约束的线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了此类系统存在输出反馈的时滞依赖充分条件,该条件等价于严格线性矩阵不等式可解性问题,利用严格LMI的可行解,得到控制器矩阵的参数化表示。与已有结果相比,此鲁棒控制器的渐近稳定性条件宽松,克服了时滞奇异系统稳定性问题条件中的等式约束。数值算例说明了该方法的有效性。     

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．     

时变时滞离散递归神经网络系统的状态估计器设计

研究时滞离散递归神经系统的状态估计问题.通过网络输出对神经元的状态进行估计.在较弱的激活函数假设下,通过构造一个新的Lyapunov泛函,引入一个自由权矩阵,并结合Jensen不等式得到了确保误差系统全局指数稳定的充分条件.所得条件依赖于时变时滞的上界和下界,并以线性矩阵不等式的形式给出.最后的数值算例表明了所提出方法的有效性.     

不确定广义时滞系统的鲁棒稳定方法研究

研究一类带有时滞不确定广义系统的鲁棒渐近稳定问题．利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式工具，得到了广义系统正则、鲁棒渐近稳定的时滞相关充分条件．为了降低所得结果的保守性，避免了采用系统模型变换和利用矩阵不等式方法．进一步，建立一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题，利用Matlab软件中的LMI工具箱求解，得到保证广义系统鲁棒渐近稳定的最大可允许时滞上界．仿真示例表明了该方法的有效性．     

不确定系统的网络化保性能控制

本文针对控制网络中存在着随机传输时延和数据包丢失的现象,考虑了网络化控制系统的状态反馈保性能控制器设计问题.首先采用时滞相关方法并引入自由权矩阵,给出了基于矩阵不等式的网络化二次型保性能控制器存在的充分条件,然后基于该充分条件获得了基于线性矩阵不等式的控制器设计方法,相应的网络化保性能控制律可以通过求解线性矩阵不等式来构造,并采用锥互补线性化算法给出了网络化次优保性能控制器的设计方法.最后数值示例演示了所得控制器设计结果的应用方法和有效性,并通过仿真比较了传统保性能控制器和网络化保性能控制器在网络化控制系统中的控制性能.     

一种基于区间分割的时滞系统的镇定控制

通过对网络控制系统的结构分析,建立带有时滞和不确定性的网络控制系统的数学模型.在此模型的基础上,对时滞区间进行分段,通过构造李亚普诺夫泛函,给出矩阵不等式作为使得闭环系统渐进稳定的充分条件,并将此矩阵不等式线性化得到相应的反馈增益矩阵,最后通过数值仿真将时滞上界进行比较来证明此方法的有效性。     

不确定时滞Lurie型控制系统与时滞相关的绝对稳定性

研究了一类参数不确定的具有多个时滞的Lur′e型控制系统与时滞相关绝对稳定性问题.通过将原系统变换为等价的奇异系统,利用Moon不等式放大向量积,构造出一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函.并由此基于线性矩阵不等式,得到了系统与时滞相关绝对稳定的充分条件.这些充分条件无须预调任何参数矩阵,可以直接运用Matlab软件中LMI工具箱求解.数值例子表明,与现有结果相比,本文结果较大地改进了保证不确定时滞Lur′e型控制系统绝对稳定的时滞界.     

不确定时滞Lur''''e型控制系统与时滞相关的绝对稳定性(英文)

研究了一类参数不确定的具有多个时滞的Lur'e型控制系统与时滞相关绝对稳定性问题.通过将原系统变换为等价的奇异系统,利用Moon不等式放大向量积,构造出一个新的Lya-punov-Krasovskii泛函.并由此基于线性矩阵不等式,得到了系统与时滞相关绝对稳定的充分条件.这些充分条件无须预调任何参数矩阵,可以直接运用Matlab软件中LMI工具箱求解.数值例子表明,与现有结果相比,本文结果较大地改进了保证不确定时滞Lur'e型控制系统绝对稳定的时滞界.     

线性广义时滞系统的H∞状态反馈控制器

首先利用线性矩阵不等式(LMI)方法，给出线性广义时滞系统稳定的一个充分条件；然后讨论线性广义时滞系统的H∞状态反馈控制，给出控制器存在的充分条件，同时给出控制器的设计，控制器可由线性矩阵不等式解得；最后举例说明了所提出方法的可行性。     

广义系统的时滞依赖静态输出反馈控制

针对一类不确定线性广义时滞系统,给出了静态输出反馈控制器的设计方法.首先基于标称广义时滞系统的稳定条件,以受限线性矩阵不等式形式,给出闭环广义时滞系统正则、无脉冲且渐近稳定的充分条件,同时利用受限矩阵不等式的可行解给出静态输出反馈控制律的一个参数化表示;其次,利用矩阵的正交补,把求受限线性矩阵不等式的可行解问题转化为求严格线性矩阵不等式(LMIs)的可行解;最后应用数值实例说明了所给方法的有效性和正确性.     

具有数据包丢失的网络控制系统保性能控制

本文研究了一类具有数据包丢失的网络控制系统(NCSs)的建模和保性能控制问题.通过用两个马尔可夫链分别来描述前向通道和反馈通道的丢包过程,将闭环网络控制系统建模成具有两个模式的马尔可夫随机切换系统.基于线性矩阵不等式技术和李亚普诺夫方法得到了闭环系统随机稳定的充分条件,并给出了状态反馈保性能控制器的设计方法.最后通过数值算例验证本文结果的有效性.     

存在通信约束和时延的多输入多输出网络控制系统镇定研究

讨论了一类存在通信约束和时延的多输入多输出网络控制系统（NCS）的建模和控制问题.该NCS具有多个传感器和执行器，由于网络通信受限,在同一时刻只能允许部分传感器和执行器访问网络.传感器和执行器访问网络的过程可以用两个马尔可夫链来描述,并且在假设传感器—控制器时延和控制器—执行器时延均为短时延的情况下,将整个闭环NCS建模成一个具有两个模式的马尔可夫切换系统.基于LMI技术和李亚普诺夫方法,给出了闭环NCS随机稳定的充分条件,并给出了状态反馈控制器的设计方法.最后的数值算例验证了所提方法的有效性.     

Modelling and robust stability of networked control systems with packet reordering and long delay

In this article, modelling and robust stability of networked control systems (NCS) are discussed. Considering the existence of packet reordering and network-induced delay, a new mathematical model of NCS whose network-induced delay is longer than one sampling period is obtained, which can fully describe packet reordering and effectively eliminate the impact of packet reordering on the performance of NCS such that the newest control input can be executed by the actuator. Based on this model, the time-varying NCS is converted into an uncertain discrete linear system with multi-step delay in terms of matrix theory. Furthermore, a sufficient condition for robust stability of NCS is presented. Linear matrix inequality approach has been employed to solve the controller design problems. Numerical examples are compared with previous schemes to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

一类非线性网络控制系统镇定的新方法

研究了一类非线性网络控制系统(Networked control systems, NCSs)的镇定问题. 在一般的网络环境中, 通过平行分布补偿技术, 将非线性NCS建模为包含一个稳定子系统和一个可能不稳定子系统的模糊时滞切换系统. 利用分段Lyapunov泛函方法和平均驻留时间方法, 得到了非线性NCS指数稳定的充分条件, 并以线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI) 形式给出了模糊控制器的设计方法. 最后通过数值例子说明了所给方法的有效性.     

On Stability of Constrained Receding Horizon Control with Finite Terminal Weighting Matrix

In this paper, a new stabilizing receding horizon control, based on a finite input and state horizon cost with a finite terminal weighting matrix, is proposed for time-varying discrete linear systems with constraints. We propose matrix inequality conditions on the terminal weighting matrix under which closed-loop stability is guaranteed for both cases of unconstrained and constrained systems with input and state constraints. We show that such a terminal weighting matrix can be obtained by solving a linear matrix inequality (LMI). In the case of constrained time-invariant systems, an artificial invariant ellipsoid constraint is introduced in order to relax the conventional terminal equality constraint and to handle constraints. Using the invariant ellipsoid constraints, a feasibility condition of the optimization problem is presented and a region of attraction is characterized for constrained systems with the proposed receding horizon control.     

时变不确定性关联系统的分散鲁棒稳定控制器设计

对一类满足匹配条件的时变不确定性关联大系统,给出了其可分散状态反馈镇定的充分条件即一组线性矩不等式（ＬＭＩ）有解,在此基础上,通过求解一凸优化问题,指出了具有较小反馈益的分散稳定化状态反馈控制律的设计方法,文中的仿真示例说明了该方法的有铲笥和优越性。     

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本文研究了用Lur'e多非线性系统描述的被控对象的镇定问题.把问题的可解性归结到特殊的多线性矩阵不等式的可解性.非线性状态反馈和输出反馈控制器的设计分别依赖于一个双线性和三个三线性矩阵不等式的解.给出了基于线性矩阵不等式的交替寻优算法的设计步骤.     

Sliding mode control for a class of nonlinear discrete-time networked systems with multiple stochastic communication delays

In this article, a sliding mode control problem is studied for a class of uncertain nonlinear networked systems with multiple communication delays. A sequence of stochastic variables obeying Bernoulli distribution is applied in the system model to describe the randomly occurring communication delays. The discrete-time system considered is also subject to parameter uncertainties and state-dependent stochastic disturbances. A novel discrete switching function is proposed to facilitate the sliding mode controller design. The sufficient conditions are derived by means of the linear matrix inequality (LMI) approach. It is shown that the system dynamics in the specified sliding surface is robustly exponentially stable in the mean square if two LMIs with an equality constraint are feasible. A discrete-time SMC controller is designed that is capable of guaranteeing the discrete-time sliding-mode reaching condition of the specified sliding surface. Finally, a simulation example is given to show the effectiveness of the proposed method.     

一类线性网络控制系统鲁棒L1控制

研究一类网络控制系统(NCS)的L1控制问题.针对一类具有时延和丢包的网络控制系统,将其建模为线性时变时延系统,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法建立具有鲁棒L1性能约束的状态反馈控制器.首先给出闭环系统渐近稳定且具有峰—峰值性能约束的充分条件,然后给出网络控制系统状态反馈控制器L1控制率的设计方法,最...