具有随机丢包的关联系统的分散控制

研究了在子系统之间信息传输存在随机丢包现象时关联大系统的性能分析及控制器设计问题. 通过引入空间变量及空间移动算子, 将关联系统建模成具有Markovian跳变参数的关于离散时间变量和空间变量的多维系统, 结合跳变系统有界实引理, 得到使整个关联系统均方稳定并满足一定性能指标的解析条件. 然后基于线性矩阵不等式变换给出确保关联大系统鲁棒均方稳定性的一种分散输出反馈控制器的设计方法. 最后通过一组多机器人直线编队的例子说明本文算法的正确性和有效性.     

基于有损网络的任意关联系统的分散控制

研究当子系统之间的通讯网络的信息传输存在随机丢包时, 在任意拓扑结构关联系统中的控制问题. 将网络通信状态的随机变量视为一种模型不确定性, 系统建模为关于确定性标称系统和一个随机模型不确定性的线性分式变换. 然后基于鲁棒控制理论对系统进行分析, 通过求解μ综合问题得到整个关联系统保持均方稳定所能容忍的最大丢包概率. 基于线性矩阵不等式设计了分散状态反馈控制器, 使得整个关联系统在某一给定的丢包概率下均方稳定. 最后通过一个例子验证该模型及算法的有效性.     

空间关联系统的分布式输出反馈控制器设计

讨论了一类由若干个连续时间线性系统组成的强耦合的空间关联系统的分布式控制器设计问题. 该类系统在实际中有广泛应用, 如高速路车辆控制系统, 电网系统及计算机网络系统. 提出了混合Lyapunov判据和混合有界实引理对该类大系统的稳定性和H无穷性能进行了分析. 给出了基于LMI的分布式动态输出反馈控制器设计方法, 从而保证了闭环大系统的稳定性和H无穷性能. 在控制器的求解过程中, 引入了更为高效和计算可靠性更高的变量替换法进行求解, 试验结果表明, 一些通过消元法无解的问题借助变量替换法可以得到很好的解决. 最后, 通过具体实例说明了分布式控制系统在动态性能指标上优于分散控制系统.     

具有随机丢包的线性网络控制系统控制器设计

研究一类双向通道里同时存在随机数据包丢失的线性网络控制系统的控制器设计问题,随机数据包丢失同时存在于传感器-控制器和控制器-执行器网络通道里,随机数据包丢失采用满足Bernoulli分布的二进制切换序列来描述.在发生随机数据包丢失时,可采用闭环系统均方指数稳定的动态输出反馈控制器存在的充分性判据,并给出了基于线性矩阵不等式(LMI)的控制器求解方法,并通过一个仿真算例验证了控制器的正确性.     

Markov跳变系统的随机稳定性和鲁棒性

对一类由Markov过程驱动的跳变性系统,给出均方差渐近／指数／随机稳定的线性矩阵不等式（LinearMatrixInequality,LMI）刻画。与已有的稳定性判据相比,论文提出的判据更方便验证。在此基础上,探讨在子系统和转移概率矩阵受扰时的鲁棒稳定问题,给出鲁棒裕度的显示估计。     

具有随机丢包的网络控制系统的镇定

研究具有随机丢包的网络控制系统(NCS)的镇定问题.同时考虑传感器节点到控制器节点(S/C)和控制器节点到执行器节点(C/A)的随机丢包,并分别对这两种丢包现象建模.基于Lyapunov稳定性理论,得到闭环系统全局均方渐近稳定的充分条件.进一步利用线性矩阵不等式(LMI)方法,得到状态反馈控制律的增益矩阵.数值仿真算例验证了所得结果的有效性.     

带有丢包的线性参数变化系统的H∞控制

主要研究了一类带有Lipschitz非线性和随机通信丢包的线性参数变化系统（LPV）基于观测器的[H∞]控制问题。针对信号传递中的随机丢包,使用了已知条件概率分布的Bernoulli分布序列来描述。在随机丢包存在的情况下,利用李雅普诺夫稳定性定理得到了基于观测器的反馈控制器存在的充分条件,使得闭环网络LPV系统不仅是均方指数稳定的,而且满足预定的[H∞]扰动抑制性能指标;然后利用近似基函数和网格技术将无限维的线性矩阵不等式组的求解问题近似为有限维线性矩阵不等式组的求解问题,提出了一种线性矩阵不等式的方法,设计出了相应的[H∞]控制器。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。     

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。     

具有随机丢包的网络化多自主体系统的一致性

研究具有随机丢包的网络化多自主体系统的均方一致性问题,其中不同自主体间的通信通道具有相同的丢包情况并且均服从马尔可夫(Markov)分布。首先,利用系统变换和迭代方法,得到了系统达到均方一致的一个初等充要条件。然后,利用矩阵理论和图论知识,如果拓扑图含有有向生成树,则可以将系统的均方一致性转化成一个线性Markov跳变系统的均方稳定性,并且可以建立线性矩阵不等式形式的均方可镇定准则。最后,通过相应的仿真实例说明了所得结论的可行性。     

Sliding Mode Control for Markovian Jump Systems with Generalized Switching

In this paper, the sliding mode control (SMC) problem for continuous‐time Markovian jump systems (MJSs) is considered, in which the transition rate matrix (TRM) is partially unknown and uncertain. Firstly, the sliding mode surface S(t) = 0 is designed, which is mode‐dependent. Therefore, is used instead of in the SMC algorithm. Via adopting a linear matrix inequality (LMI) approach, sufficient conditions are proposed to ensure that the reduced order system is exponentially stable in mean square. Furthermore, the reduced order system is completely insensitive to the external disturbance. Secondly, SMC law is designed correspondingly which dominated by a Markov process. It could drive the state trajectories onto the specified sliding mode surface in finite time quickly and maintain them on the surface in subsequently time. Thirdly, a new term in will be introduced in the designed SMC and should be handled by a new approach. Finally, a numerical example is provided to show the effectiveness of the proposed method.     

不确定线性内互联大系统的分散鲁棒H∞控制

讨论含有界不确定性的线性内互联大系统,通过分散状态反馈和分散动态输出反馈的鲁棒Ｈ∞控制问题,首先给出一个重要引理,然后基于有界实引理分别导出放动态输出反馈的分散鲁棒Ｈ∞控制问题有解的充分必要条件,该条件及其问题的求解等价地转化成一个线性矩阵不等式和双线性矩阵不等式的求解。     

参数不确定T-S模糊交联系统的分散保成本控制

研究了参数不确定T-S模糊交联系统的分散保成本控制问题.对于给定系统所容许的所有不确定参数,设计了分散状态反馈保成本控制器,使得闭环系统不仅渐近稳定而且具有适当的性能指标上界.基于线性矩阵不等式(LM I)处理方法,给出了分散控制器存在的充分条件.仿真算例表明了所给方法的简易、有效.     

Distributed Control Design for Spatially Interconnected Markovian Jump Systems With Time‐Varying Delays

This paper focuses on spatially interconnected Markovian jump systems with time‐varying delays. Firstly, a sufficient condition is given to check the well‐posedness, stochastic stability and contractiveness of spatially interconnected systems with the effect of time‐varying delays and Markovian jumping parameters. Secondly, the distributed controllers which inherit the structure of the plants are designed. A sufficient and necessary condition is proposed to guarantee the existence of the distributed controllers. Finally, an illustrative numerical example is given to show the effectiveness of the results.     

Delay-dependent stability analysis for Markovian jump systems with interval time-varying-delays

This paper proposes improved stochastic stability conditions for Markovian jump systems with interval time-varying delays. In terms of linear matrix inequalities (LMIs), less conservative delay-range-dependent stability conditions for Markovian jump systems are proposed by constructing a different Lyapunov-Krasovskii function. The resulting criteria have advantages over some previous ones in that they involve fewer matrix variables but have less conservatism. Numerical examples are provided to demonstrate the efficiency and reduced conservatism of the results in this paper.     

广义马氏跳变系统在一般转移速率下的控制器设计

针对转移概率不能精确获得并且部分未知的广义马氏跳变系统, 分别讨论在模态依赖控制器和模态独立控制器条件下的系统镇定问题. 与现有结果相比, 所提研究方法具有较小的保守性, 能够有效地解决实际问题. 首先, 运用自由权矩阵方法, 得到了广义马氏跳变系统在转移速率满足上述一般条件时系统随机容许的充分条件. 在此基础上, 以线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)的形式分别给出了模态依赖和模态独立控制器的求解条件. 最后, 通过数值算例验证设计方法的有效性和优越性.     

Distributed Model Predictive Control with Actuator Saturation for Markovian Jump Linear System

This paper is concerned with the distributed model predictive control (MPC) problem for a class of discrete-time Markovian jump linear systems (MJLSs) subject to actuator saturation and polytopic uncertainty in system matrices. The global system is decomposed into several subsystems which coordinate with each other. A set of distributed controllers is designed by solving a min-max optimization problem in terms of the solutions of linear matrix inequalities (LMIs). An iterative algorithm is developed to achieve the online computation. Finally, a simulation example is employed to show the effectiveness of the proposed algorithm.      

含任意拓扑和通信故障的关联系统分散控制

针对一类含任意拓扑结构连接以及不可靠通信连接而引起的关联系统子系统间信息交换故障情况问题,提出了一种关联系统分析以及分散控制器设计方法。该方法首先把关联系统子系统间通信故障的随机变量看作是关联系统模型不确定性来源,并且用分式线性变换形式建立关联系统。然后,借助鲁棒控制理论推导出在最大通信连接故障情况下关联系统均方稳定的充分条件。在给定某一通信故障率下,基于线性矩阵不等式理论,通过设计分散状态反馈控制器来保证整个大系统是均方稳定的。最后,通过中国南方电网局部缩减模型作为仿真实例说明所提出模型和方法的有效性。仿真结果表明,当南方电网局部电力元件之间的通信发生故障时使用本文的方法能够很好地进行电网设计和广域控制,并使整个局部电网是均方稳定的。