串扰延迟变化曲线的分析计算

在串扰噪声及互连线延迟研究的基础上,分析了串扰延迟的本质以及串扰延迟变化曲线的计算问题;深入探讨了串扰延迟变化曲线和串扰噪声的关系,指出两者并不存在镜像关系,最大串扰延迟变化并不一定对应于串扰噪声尖峰值;研究了几个重要参数对串扰延迟变化曲线影响的灵敏度．全SPICE模拟结果说明了文中分析的正确性和准确性．     

基于优先性的延迟噪声故障分析方法*

为了减少互连串扰噪声对电路性能的影响,提出一种top-k延迟噪声故障分析方法。通过逻辑分析方法有效地修剪受扰线和干扰线组合的分析空间,利用时序窗口计算受扰线和干扰线之间的虚假延迟噪声故障的发生概率,找到实际电路中最有可能引起虚假延迟噪声故障的top-k条干扰线。本方法能够在规定时间内消除尽可能多的虚假噪声,从而提高了串扰噪声影响下时序分析的精确度。     

一般相关噪声下线性系统固定延迟平滑算法

针对机动目标跟踪中固定延迟平滑估计算法的精度问题,当具有一般相关过程噪声和量测噪声时,提出了离散线性系统最优固定延迟平滑估计算法.该算法通过将延迟区间内全部量测进行集中式扩维.并对误差传递进行分析,从而精确地给出了误差间的相关性.在线性无偏最小方差意义下对系统状态进行递推估计,新算法在噪声的高斯分布假设下是最优的.仿真实验结果表明了该算法的有效性.     

低维网络控制系统的鲁棒稳定性分析

针对网络控制系统中普遍存在的通讯延迟问题,对一般的二维高速率数据传输网络进行了鲁棒稳定性分析,得出了闭环系统的稳定性随系统参数特别是延迟之间的变化规律,为实现低维网络控制系统的稳定性提供了理论依据,并给出实验结果,证实了所提出理论的正确性。     

极小通讯延迟的虚拟机分配算法

在现代基于虚拟化的数据中心上,虚拟机分配是实现云中资源有效调度的首要考虑。在云系统中,大数据被划分成多个数据存储在数据中心的数据结点上等待虚拟机处理,此时不仅存在虚拟机处理数据时的通讯延迟,也存在汇总计算结果时虚拟机之间的通讯延迟。虚拟机分配策略的不同将导致最大通讯延迟的不同。已经证明对数据结点分配虚拟机,并考虑虚拟机之间的通讯延迟,使得最大通讯延迟最小的问题是NPhard问题。提出了一种新的虚拟机分配算法。该算法首先判断在通讯延迟的某一阈值内是否存在规模多于数据结点的能够互相通讯的虚拟机机群。若存在则用有效的回溯法寻找在此阈值下由虚拟机构成的完全子图,然后采用Hopcroft-Karp算法将完全子图中的虚拟机分配给数据结点。这种方法能够有效减小解空间,降低虚拟机分配的时间。实验结果表明,所提算法在Tree、VL2、Fat-Tree和BCube网络结构中,与当前最新的近似算法相比,平均情况下最大通讯延迟分别降低了10.39%、5.68%、9.09%、5.45%。     

延迟锁相环的Verilog-A精确建模与仿真

分析了噪声以及器件失配对延迟锁相环的抖动影响,并对延迟锁相环的各模块进行了Verilog-A精确建模和性能仿真。仿真结果表明,器件失配对延迟链中间相输出的抖动影响最大,产生了约50ps的偏移;而噪声对延迟链最后一相输出的抖动影响最大,其peak-to-peak抖动值达到85ps。另外,与电路晶体管级仿真相比,通过Verilog-A建模节省了大量仿真时间,极大地提高了设计效率。     

基于形式化描述的逻辑分层延迟PSO算法及应用

在对微粒群优化信息传播模式进行定义的基础上,提出一种改进型PSO算法.该算法从提高算法运算效率,防止局部最优的角度出发,采用了一种用于微粒群算法最优值通讯的逻辑分层延迟传播模式.在该种传播模式下,其优化信息的传播范围具有逻辑分组延迟和随计算进行逐渐扩大的传播特征,从而保证了算法的遍历性和全局收敛特征.计算机仿真结果证明了所提出算法的有效性.     

一种直接估计大气延迟的网络RTK算法研究

【目的】网络RTK(Real Time Kinematic)技术仍是目前实现实时动态高精度定位的重要手段之一,其顺利实施的关键在于正确固定参考站间整周模糊度及解算空间相关误差。【方法】本文重点对基线间大气延迟提取方法进行研究：选择利用卡尔曼滤波器直接估计参考站网络内各基线间单差模糊度、单差电离层延迟、非差对流层延迟的数据处理策略,旨在减小通过几何无关组合反算大气延迟时引入的噪声和其他残余误差的影响,为网络RTK空间误差建模研究提供了新的单差数据形式。【结果】利用实时流数据验证了上述模糊度固定及大气延迟提取算法的正确性,对比了不同电离层延迟提取策略,进行了用户定位测试。【结论】结果表明：采用直接估计大气延迟的方法提取的电离层延迟的变化相对更平稳、更符合电离层延迟短时变化特性且计算效果受卫星高度角的影响很小,用户可快速实现实时厘米级定位,具有较好的适用性。     

传感器网络通信延迟的实时预测

针对使用CSMA/CA通信机制的无线传感器网络提出一种通信延迟估计算法。利用链路质量具有时间和空间相关性的特点建立组合的链路模型,预测链路可靠性,使用简化的冲突概率模型预测信道竞争延迟,结合预测的链路可靠性得到通信延迟。分析了算法的开销,在ns2模拟器上对信道竞争延迟预测算法进行了模拟,结果表明预测算法能够比较准确地预测网络的竞争延迟。     

一般相关噪声下线性系统固定延迟平滑算法

针对机动目标跟踪中固定延迟平滑估计算法的精度问题,当具有一般相关过程噪声和量测噪声时,提出了离散线性系统最优固定延迟平滑估计算法.该算法通过将延迟区间内全部量测进行集中式扩维,并对误差传递进行分析,从而精确地给出了误差间的相关性.在线性无偏最小方差意义下对系统状态进行递推估计,新算法在噪声的高斯分布假设下是最优的.仿真实验结果表明了该算法的有效性.

     

自适应Smith补偿器在基于IP的网络控制系统中的应用

在基于IP网络的网络控制系统(NCS s)中,网络诱导时延变化显著且往往大于一个采样周期.本文引用数据通信中应用广泛的网络回程时间来估计NCS s中时变的全回路网络诱导时延,并提出了一种新的自适应Sm ith补偿器.仿真结果表明,该补偿器能够有效地消除网络诱导时延变化对控制性能的负面影响;结合该自适应Sm ith补偿器所设计的控制系统能够获得很好的控制性能与较强的鲁棒性.     

Robust consensus of heterogeneous multiagent systems with switching topologies: A time-delay case

The robust leader-following consensus of heterogeneous multiagent systems under switching communication topologies is investigated in this paper. Especially, the input delay is considered in each follower. In order to access the information of leader through time-varying communication, a type of distributed dynamic compensator is proposed for every follower firstly, which get rid of the dependence on the global spectrum information and is proved that it can be viewed as a asymptotic observer of the leader. Then combined with the internal model principle, two types of distributed control law are proposed based on the compensator. By applying the truncated predictor feedback scheme to synthesize the closed-loop systems, it is proved that the consensus can be achieved by both of the control laws despite the existence of the input delay and the plant parameters perturbations. Finally, numerical simulations are illustrated to demonstrate the results.     

网络时延的模糊逻辑补偿方法的研究

当网络应用到控制系统中时，网络将引起时延，从而对闭环网络控制系统产生一些不利的影响，比如系统性能下降，系统不稳定等。本文介绍了通过在已有的PI控制器的基础上，再增加一个模糊逻辑补偿器来补偿网络控制系统中网络所引起的时延，其优点是不需要再重新设计已有的PI控制器，而只是简单地将模糊逻辑控制器的输出作为一个参数来调节PI控制器所提供的控制信号。文中采用了MATLAB／SIMULINK仿真，仿真结果表明了该方法的有效性。     

网络时延的模糊逻辑补偿方法的研究

当网络应用到控制系统中时,网络将引起时延,从而对闭环网络控制系统产生一些不利的影响,比如系统性能下降,系统不稳定等。本文介绍了通过在已有的PI控制器的基础上,再增加一个模糊逻辑补偿器来补偿网络控制系统中网络所引起的时延,其优点是不需要再重新设计已有的PI控制器,而只是简单地将模糊逻辑控制器的输出作为一个参数来调节PI控制器所提供的控制信号。文中采用了MATLAB/SIMULINK仿真,仿真结果表明了该方法的有效性。     

网络时延的模糊逻辑补偿方法的研究

当网络应用到控制系统中时,网络将引起时延,从而对闭环网络控制系统产生一些不利的影响,比如系统性能下降,系统不稳定等。本文介绍了通过在已有的PI控制器的基础上,再增加一个模糊逻辑补偿器来补偿网络控制系统中网络所引起的时延,其优点是不需要再重新设计已有的PI控制器,而只是简单地将模糊逻辑控制器的输出作为一个参数来调节PI控制器所提供的控制信号。文中采用了MATLAB/SIMULINK仿真,仿真结果表明了该方法的有效性。     

实时控制系统中CAN总线丢帧及延时的补偿研究

针对控制器局域网络(Controller Area NetWork,CAN)总线系统进行通信丢帧及延时的补偿是近几年的研究热点,对于CAN总线系统而言,在有限带宽约束的前提下最大限度的提升补偿效果有着非常重要的研究意义。本研究首先对通信丢帧及延时发生的具体机理进行了分析,同时对其特点进行归纳,并对其如何影响CAN总线控制系统进行了研究;基于CAN总线高负载敏感度和通信丢帧及延时具有随机性这两个特点,给出了一种分布式补偿方案,同时针对补偿器设计所存在的一些共性问题进行了详细的探讨;接下来研究了线性单输入单输出(Single Input Single Output,SISO)系统的补偿方法;最后仿真验证了在不同丢帧和延时情况下该补偿方法的补偿效果,结果显示,本文所提出的补偿方法具有一定的可行性和有效性。     

A parameter-varying filtered PID strategy for air–fuel ratio control of spark ignition engines

In this paper, a new synthesis method is presented to control air–fuel ratio (AFR) in spark ignition engines to maximize the fuel economy while minimizing exhaust emissions. The major challenge in the control of AFR is the time-varying delay in the control loop which restricts the application of conventional control techniques. In this paper, the time-varying delay in the system dynamics is first approximated by Padé approximation to render the system dynamics into non-minimum phase characteristics with time-varying parameters. Application of parameter-varying dynamic compensators is invoked to retrieve unstable internal dynamics. The associated error dynamics is then utilized to construct a filtered PID controller combined with a parameter-varying dynamic compensator to track the desired AFR command using the feedback from the universal exhaust gas oxygen sensor. The proposed method achieves desired dynamic properties independent of the matched disturbances. It also accommodates the unmatched perturbations due to the dynamic compensator features. The results of applying the proposed method to experimental numerical data demonstrate the closed-loop system stability and performance against time-varying delay, canister purge disturbances and measurement noise for both port fuel injection engines and lean-burn engines.     

基于网络模型的综合多速率采样预测控制器

针对网络控制系统(NCS)中存在的网络延迟和数据丢包问题以及网络控制系统的多采样率特性,将预测控制器和网络延迟补偿器相结合,提出一种基于网络模型的综合多速率采样预测控制器.预测控制器利用多步预测、滚动优化、反馈校正控制策略补偿了传感器-控制器传输延迟,网络延迟补偿器补偿了控制器-执行器传输时延和一些未知网络延迟.仿真试验表明,该算法对网络延迟和数据丢包具有一定的补偿作用,提高了网络资源利用率并且保证闭环网络控制系统渐近稳定.     

Reducing impact of network induced perturbations in remote control systems

The practical realization of remote control systems enforces handling network-induced effects: information transfer and processing delay, delay variability, packet loss and reordering, etc. The paper presents a comparative study of algorithmic methods that assist the control law in achieving higher regulation quality by reducing the detrimental impact of network-related uncertainties. Three popular families of methods, encompassing dynamic delay compensators, multiple control loops, and adjustable sampling rate, are investigated in a common experimental framework that involves a benchmark plant – structurally unstable inverted pendulum-on-a-cart system – and commonly available modules and communication technologies. The method performance in relation to computational footprint and network load is discussed. For the delay with well-established trend of variation the dynamic compensator proves the most efficient option, while more sophisticated methods, involving the exchange of multiple pieces of information, are required under burst packet loss and in stochastic settings with aggravated randomness.     

Compensation for control packet dropout in networked control systems

With the integration of communication networks and distributed control in modern manufacturing and process industries, networked control systems (NCSs) are becoming increasingly important due to its simplicity, scalability, flexibility, and cost effectiveness. However, there are still significant technical barriers that limit the applications of NCS technologies. Two challenges are network-induced time delay and data packet dropout. Applying a real-time queuing protocol that we developed recently, we are able to limit the sum of the network-induced communication delay and the control computation delay within a control period. This one-period delay is further guaranteed by well designed compensation for control packet dropout. Then, this paper proposes to compensate for the control packet dropout at the actuator using past control signals. Three model-free strategies for control packet dropout compensation, namely, PD (proportional plus derivative), PD2 (proportional plus up to the second-order derivative), and PD3 (proportional plus up to the third-order derivative) are developed. They are suitable for a large number of NCSs without the need to tune the compensator parameters. The proposed dropout compensation schemes are demonstrated through numerical examples.