离散网络化控制系统的鲁棒H∞控制

提出了一种新的建模方式研究同时含有时变延时以及数据包丢失的离散网络化控制系统的鲁棒H∞控制问题。引入自由权矩阵并结合Lyapunov-Krasovskii方法推导出使得网络化控制系统鲁棒渐近稳定并满足具有H∞扰动衰减度γ的充分条件,自由权矩阵的引入可以很大程度上降低用传统固定权矩阵来分析网络化控制系统所带来的保守性。由于条件中非线性项的存在,利用锥补线性化的方法将其转化为基于线性矩阵不等式的非线性最小化的问题,并分别给出了求解最大延时以及次优γ的算法。仿真算例说明了本文建模方式的有效性和优越性。     

网络化控制系统的建模与控制

针对具有不确定时变延时以及数据包丢失的网络化控制系统,提出了一种建模方式来研究该系统的稳定性以及镇定控制器设计的问题.用自由权矩阵结合Lyapunov-Krasovskii方法给出了使得网络化控制系统渐进稳定的充分条件,自由权矩阵的引入降低了采用固定权矩阵方法所得结果的保守性.给出了镇定控制器以及保证系统渐进稳定的最大延时的求解算法,数值算例验证了所提方法的可行性.     

一类离散Markov跳跃系统基于状态观测器的鲁棒H_∞控制

研究了具有不确定性的模式依赖时滞离散Markov跳跃系统基于状态观测器的鲁棒H∞控制问题。目的是构建依赖于系统模式的观测器和控制器,使得闭环系统是随机稳定的且具有较好的H∞干扰抑制性能。通过选取合适的随机Lyapunov函数,利用线性矩阵不等式,给出了鲁棒H∞控制器存在的时滞依赖条件。基于锥补线性化算法对控制器进行求解,得到了模式依赖观测器和控制器。最后通过数值仿真证明了本文方法的可行性。     

通讯受限不确定网络化控制系统鲁棒H∞滤波

针对一类通讯受限的不确定网络控制系统,结合切换Lyapunov函数和参数依赖Lya-punov函数方法,提出了一种基于模态切换构造的鲁棒H∞滤波器设计方法。通过引入两个附加的松弛矩阵使Lyapunov矩阵和系统矩阵分离,得到了一个新的具有更低保守性的鲁棒H∞性能判据,并基于该判据给出了系统的鲁棒H∞滤波器的设计方法。设计的滤波器不但保证闭环系统的二次稳定性,同时使误差系统的H∞范数小于一个给定的衰减水平γ。当将其应用于具有凸多面体不确定性的网络控制系统时可以得到与系统不确定性相关联的Lyapunov函数,有效降低了设计的保守性。数值算例验证了本文所提出的算法的有效性。     

长时延网络控制系统的H2／H∞混合控制

提出了具有长时延的网络控制系统的一种新模型,利用信息接收缓冲区将不确定的长时延转变成在几个确定时延间进行转换,从而将延迟扩大化的程度减小。根据离散马尔可夫跳跃线性系统理论,提出了网络控制系统的H2/H∞混合控制问题,得到通过求解线性矩阵不等式来获得鲁棒均方稳定的跳跃反馈控制器的设计方法,设计出的控制器计算简单且易实现。将结论应用到三容系统中,仿真结果表明了此方法的有效性和优越性。     

H∞控制的状态空间方法与H∞状态反馈控制

本文给出了Ｈ∞控制问题的状态空间及其存在条件，引出了Ｈ∞控制问题的状态空间解法，对这些解法进行了比较概括的陈述，并对Ｈ∞状态反馈控制及其最优解作了一些探讨。     

基于SMITH预估控制的计算延时补偿控制算法

基于对Ｓｍｉｔｈ控制结构的改造,提出了计算延时补偿的Ｓｍｉｔｈ预估控制算法;指出了在模型失配时Ｓｍｉｔｈ控制结构的缺陷,提出了提高Ｓｍｉｔｈ控制鲁棒性的新方案,并从频域对控制算法的鲁棒性给以定性分析。在ＭＡＴＬＡＢ上仿真结果表明：计算延时的Ｓｍｉｔｈ预估控制算法和提高其鲁棒性的新方案是十分有效的。     

不确定网络化控制系统保性能控制器设计

针对一类具有时变网络诱导时延的不确定网络控制系统,研究了一种可以对时变时延进行补偿的保性能控制器的设计问题。通过引入两个附加的松弛矩阵使Lyapunov矩阵和系统矩阵分离,得到了一个新的时延补偿保性能判据,并基于该判据设计了系统的保性能状态反馈控制器。当将其应用于具有凸多面体不确定性的网络控制系统时,可以得到与系统不确定性相关联的Lyapunov函数,有效降低了设计的保守性,并且设计了一个迭代算法来得到问题的优化解。最后通过一个算例验证了所提出的时延补偿策略的可行性和优越性。     

随机网络控制系统的H∞控制

目的 建立更加符合实际的网络控制系统模型,探讨随机网络控制系统的随机鲁棒均方指数稳定和鲁棒H∞控制问题.方法 运用随机控制、Ito微分、线性矩阵不等式(LMI)和Lya-punov稳定性理论,推导出改进的网络控制系统鲁棒均方指数稳定且满足H∞性能的充分条件及H∞控制器的设计方法.结果 提出了同时具有网络诱导时延、数据包丢失和随机扰动等各因素下的网络控制系统模型,分析了该模型随机鲁棒均方指数稳定且满足H∞性能的充分条件,并给出相关控制器的设计方法.结论 通过控制器的设计,使具有扰动的网络控制系统性能有很大的改善,通过Matlab仿真证明该推导方法和结果行之有效,并且结果具有更小的保守性.     

基于T-S模糊模型的网络化控制系统的鲁棒容错控制

针对一类具有马尔可夫特性时延的非线性网络化控制系统,在建模的时候使用基于时延的准T-S模糊模型。当传感器和执行器发生故障失效的时候,由于系统的参数具有不确定的特征,分别构造了与时延概率分布相关的lyapunov泛函,设计了相应的容错控制器,并证明了该系统具有鲁棒完整性的充分条件。最后通过实例仿真对理论的有效性进行验证。     

网络化控制系统的研究综述

通过实时数据通信网络形成闭环回路的控制系统称为网络化控制系统(NCS)。文章系统地阐述了网络化控制系统的产生和发展,分析了网络化控制系统的特性。通过对当前的研究现状分析着重介绍了网络控制系统的控制方法,最后对网络化控制系统的未来发展作了展望。     

考虑网络丢包的网络化控制系统的广义预测控制

针对丢包现象影响网络化控制系统（NCS）稳定性的问题,设计了一个基于单边网络的广义预测控制器（GPC）．该控制器通过滚动优化确定一系列控制动作,利用该控制作用对基于模型的预测值进行修正,最终计算出向前N步的控制数据,以此来弥补数据丢失给系统带来的影响．经过仿真实验证明在网络存在丢包的情况下,NCS系统仍然能够达到稳定．     

长时延网络控制系统的H_2/H_∞混合控制

提出了具有长时延的网络控制系统的一种新模型,利用信息接收缓冲区将不确定的长时延转变成在几个确定时延间进行转换,从而将延迟扩大化的程度减小。根据离散马尔可夫跳跃线性系统理论,提出了网络控制系统的H2/H∞混合控制问题,得到通过求解线性矩阵不等式来获得鲁棒均方稳定的跳跃反馈控制器的设计方法,设计出的控制器计算简单且易实现。将结论应用到三容系统中,仿真结果表明了此方法的有效性和优越性。     

网络控制系统的Smith预估时滞补偿方法

针对网络控制系统中存在网络延时、非线性系统本身滞后以及延时对系统控制的影响,建立了时滞被控对象的网络控制系统模型,并分别从被控对象已知和控制器已知两个方面为出发点,提出了改进的Smith预估时滞补偿方法,无需对网络时延进行在线测量、辨识,并将系统前向通道中的时延因子移到了系统的闭环回路之外.最后,通过仿真实验对比了无时延和有时延两种情况下同一系统的稳定性情况,通过仿真结果验证文中提出的Smith预估补偿方法是可行的,具有实际应用的指导作用.     

模糊时滞系统基于状态反馈的H2/H∞控制

考虑一类连续模糊时滞系统基于状态反馈的H2/H∞控制问题.目的是设计模糊状态反馈控制器,使得闭环系统渐近稳定,且闭环系统满足给定的H∞性能指标,同时给定的二次成本函数有上界.利用线性矩阵不等式方法,给出了该问题可解的充分条件.分析表明,期望的状态反馈控制器可通过求解一组给定的线性矩阵不等式而得到.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

基于有限状态自动机的绿通车辆驾驶室避让控制

在高速公路绿通车道检测过程中,为了避免射线对驾驶员身体造成伤害,需要对车辆的驾驶室进行避让。本文提出了一种基于有限状态自动机的绿通车辆驾驶室避让控制方法。首先在对车辆通过绿通车道时的状态进行分析的基础上,建立了车辆驾驶室避让的自动状态机模型;然后根据该模型编制了相应的控制程序,对该状态机模型进行了仿真验证和考核;最后对绿通车辆大量的实测数据进行分析。结果表明:基于有限状态自动机的驾驶室避让控制方法能够准确有效地实现驾驶室避让控制,有效地剔除非车辆通行所导致的误动作。     

非线性网络化控制系统的鲁棒跟踪控制

研究了一类离散时间非线性网络化控制系统的鲁棒跟踪控制问题.在数据传输中,同时考虑了网络诱导时延和数据丢包等网络特征,并将连续时间控制系统的时滞输入方法用于离散时间网络化跟踪控制系统的建模中.利用并行分布补偿技术并且考虑到模糊鲁棒跟踪控制器的激活机制,建立了这类系统跟踪控制的符合系统运行机制的模糊模型.基于Lyapunov稳定性理论,首先针对这类跟踪控制系统的名义模型建立一个镇定条件,使得其满足一个给定的H∞跟踪性能,然后以线性矩阵不等式的形式给出鲁棒跟踪控制器的存在条件.仿真示例说明了所提跟踪控制方法的有效性.     

大时滞系统的自适应预估控制

针对输入和状态具有大时滞的线性系统的自适应控制问题,依据系统将来的状态设计预估控制器,利用与该控制器等效的因果控制器,设计自适应率,给出使得系统状态在有限时间内渐近稳定的充分条件.对于该时滞系统,若适当调整参数及系统的初始状态,还可提高系统的时滞上界.同时该方法对时滞的导数没有限制,可适合于快变时滞系统.仿真结果验证了该方法的有效性.     

燃烧控制系统H_∞鲁棒控制器设计

针对火电厂燃烧控制系统传统控制策略的不足,给出了以辐射能信号为串级控制的中间被调量的H∞鲁棒控制燃烧系统。介绍了设计控制器的过程,通过仿真分析了该控制器的稳定性和鲁棒性,并与采用参数自调整的辐射能信号的模糊PI复合控制系统进行了比较。仿真结果显示:该控制器有良好的鲁棒控制稳定性和鲁棒控制性能。