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.     

一种少保守性的NCS 鲁棒H∞ 保性能容错控制

研究一类含有时变时延和丢包的网络化控制系统的鲁棒H∞保性能容错控制问题．基于一种状态多时延模型,推导出确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒H∞保性能的时滞依赖充分条件,并针对求解具有LMIs约束的凸优化问题,给出了最优鲁棒如保性能容错控制器的设计方法．由于新模型中考虑了时延下界,且证明过程引入了适当自由权矩阵变量,所得结果具有较少保守性．仿真实例验证了所提出方法的有效性．     

鲁棒容错H_∞控制系统设计

研究了不确定线性系统的鲁棒容错H∞ 控制问题 ,针对传感器失效故障 ,提出一种对传感器失效具有完整性、对参数不确定性具有鲁棒性且满足给定干扰衰减指标的鲁棒容错控制器设计方法 ,并讨论了执行器失效的情况     

不确定NCS动态输出反馈鲁棒H∞保性能容错控制

针对存在时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑到参数不确定性和有限能量外部扰动的影响,采用动态输出反馈控制策略,研究了执行器发生失效故障时系统的鲁棒H∞保性能容错控制问题.通过构造一种包含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了闭环系统对执行器失效故障具有鲁棒H∞保性能的时滞和时滞变化率相关的充分条件,并以求解LMIs的方式给出了控制器的设计方法.最后以一个仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性.由于推证中未进行模型转换,时延分段处理的同时充分运用了各种时延信息,因此在减少结论保守性的前提下使容错满意度得以提高.     

时延网络化控制系统的H2/H∞混合控制

针对存在多步随机传输时延的网络化控制系统模型,研究了其随机稳定性及H 2/H ∞混合控制问题.在一定的系统通信控制模式下,网络传输时延可以建模为一个马尔可夫随机过程,通过增广系统状态的方法将原系统转化为一个具有随机跳变系数的离散系统,同时通过建立随机跳变Lyapunov函数,构建了满足系统随机稳定的H ∞次优和H 2/H ∞混合控制状态反馈控制器.该控制器可通过求解一组耦合的矩阵不等式而得.仿真结果表明了此方法的可行性.     

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。     

基于T-S模糊模型的非线性网络化控制系统H∞鲁棒容错控制

针对一类具有参数不确定的非线性网络化控制系统,同时考虑网络延时和丢包的影响,基于T-S模糊模型建模,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了确保非线性网络化控制系统在执行器或传感器发生失效故障时具有H_∞鲁棒完整性的时滞依赖充分条件,并以求解线性或非线性矩阵不等式的方式给出了控制器的设计方法.最后,仿真算例验证了所提方法的可行性和有效性.     

广义时变系统的鲁棒 H∞ 容错控制

对于一类广义时变不确定系统,在执行器故障情况下给出了系统具有容许性的充分条件,并设计反馈控制器使其满足给定的 H∞ 干扰衰减指标,使得系统在正常与故障情况下都具有容许性.最后给出数值算例来证明结论的有效性.     

不确定NCS动态输出反馈鲁棒H}保性能容错控制

针对存在时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑到参数不确定性和有限能量外部扰动的影响,采用动态输出反馈控制策略,研究了执行器发生失效故障时系统的鲁棒H∞保性能容错控制问题。通过构造一种包含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了闭环系统对执行器失效故障具有鲁棒H∞保性能的时滞和时滞变化率相关的充分条件,并以求解LMIs的方式给出了控制器的设计方法。最后以一个仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性。由于推证中未进行模型转换,时延分段处理的同时充分运用了各种时延信息,因此在减少结论保守性的前提下使容错满意度得以提高。     

一种网络化控制系统的鲁棒H_∞动态输出反馈控制

对于存在网络诱导控制时廷和输出时廷的网络化控制系统,在离散域内给出了网络化控制系统的一种时廷相关的动态输出反馈控制方法.针对无扰动和有扰动的系统,分别基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方 法,推导出闭环系统稳定的充分条件,并给出了鲁棒最优和次优控制律的设计方法.仿真结果表明,所提出方法能实 现稳定控制和有效的干扰抑制作用.     

变采样周期和数据包随机丢失的NCS鲁棒H∞ SymboleB控制

网络控制系统与传统的点对点控制方式不同,数据传输具有时延和随机丢包,且为了对信息资源进行合理的分配和调度常采用时变采样方式.本文首先给出NCS的离散区间动态模型,该模型以Bernoulli分布序列描述NCS数据丢包的随机性,并以不确定区间矩阵描述NCS的采样周期与传输时延的时变性;在此基础上,基于线性矩阵不等式（LMI）技术,给出具有时变有界采样周期和数据随机丢包NCS的鲁棒H∞控制器存在充分条件,且将控制器的求解问题转化为一个有限维LMI凸优化问题,便于数值计算.所设计的控制器可以保证系统渐近稳定且具有一定的H∞扰动抑制水平γ.数值仿真表明提出控制器设计方法的有效性。     

一类丢包时延网络控制系统的鲁棒H∞滤波

用随机马尔可夫跳变系统描述一类具有丢包时延的网络控制系统．为这类网络控制系统设计马尔可夫跳变滤波器,保证了滤波误差系统均方意义下随机渐近稳定,且噪声信号对估计误差的影响低于指定H∞ 性能水平,滤波器参数可通过求解线性矩阵不等式得到．最后通过仿真实例验证了所得结论的正确性和滤波器设计方法的有效性．     

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.     

不确定离散时滞网络化系统的鲁棒H∞控制

研究了不确定离散时滞网络系统的鲁棒H∞控制问题。在假设数据丢失过程是一个独立同分布过程的情况下,运用随机Lyapunov函数方法,得到了网络化系统均方渐近稳定且满足给定H∞性能指标的充分条件,并利用线性矩阵不等式方法给出镇定控制器的设计,仿真表明该方法的有效性。     

基于输出反馈网络化控制系统鲁棒容错控制

研究了一类具有时延不确定性的网络化控制系统的鲁棒容错控制问题.针对以往控制器大多采用状态反馈的形式,而对功能和结构复杂的网络化控制系统全部状态往往难于测取,因而状态反馈形式的控制器在应用中会受到限制,完整性问题的结果也主要基于0-1故障模型.采用动态输出反馈控制策略,针对网络化控制系统的时延和不同步对系统产生的影响,基...     

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口。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。     

带有丢包的网络化控制系统非脆弱鲁棒H￥控制

针对带有丢包的Lipschitz非线性NCS中控制器参数存在摄动的问题,设计了一种加性非脆弱状态反馈H￥控制器。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,将具有控制器参数不确定的非脆弱鲁棒 H￥控制器设计问题,转化为具有线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题求解,给出了丢包情况下的非脆弱鲁棒 H￥控制器存在的充分条件。所设计的控制器在容许的参数摄动和丢包概率下,不仅能保证闭环NCS的稳定性和性能要求,而且是非脆弱的。数值仿真验证了方法的有效性。     

节点部分失效的网络控制系统鲁棒H_∞容错控制

针对一类参数不确定的网络控制系统,在节点部分失效下的情况下,研究了鲁棒H∞容错控制。通过构造适当的Lyapunov函数,并运用鲁棒H∞控制理论和线性矩阵不等式方法(LMI),导出了网络控制系统鲁棒H∞控制器存在的条件及具体方法。通过一个仿真算例证明了该方法的可行性和有效性。     

鲁棒极点约束的H∞设计

讨论在H∞混合灵敏度问题中加极点约束以避免零极点对消的设计问题,给出了乘性不确定性下的鲁棒极点约束的LMI。讨论了极点约束问题中性能权函数的处理方法。给出了H∞控制挠性系统的设计算例。     

混合H2/H∞鲁棒控制器设计

在状态空间描述下,定义了混合H2/H∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这4种典型情况.在二次稳定意义上,讨论了混合H2/H∞的性能指标,及这4种典型情况的混合H2/H∞线性反馈控制器设计,给出了充分必要条件.在典型情况分析的基础上,研究一般意义上的混合H2/H∞反馈控制器设计.H2和H∞的干扰输入阵及性能评价函数各不相同时的混合H2/H∞反馈控制器,与H2和H∞控制器设计相似,归结为解两个Riccati方程.但这两个Riccati方程含有参数,最优解要通过搜索这两个参数得到.结果包含了单纯的H2和H∞设计,可看作是H2,H∞和混合H2/H∞的统一设计方法.最后通过一个简单的例子,说明了控制器设计方法的可行性.