变采样周期网络控制系统的H∞控制

时延以及数据包丢失是导致网络控制系统性能降低的重要原因.利用既是时钟驱动又是事件驱动的传感器,可以使时延与采样周期具有相同的长度,这样降低了建模随机时延的保守性.通过把具有时变采样周期的网络控制系统建模为切换系统,并利用线性矩阵不等式,本文给出了保证系统渐进稳定的充分条件,同时设计了系统的H∞控制器,仿真结果表明了本文所提出的变采样周期方法的有效性.     

基于主动变采样周期方法的网络控制系统的H∞控制器设计

This paper studies the problem of designing H∞ controllers for networked control systems (NCSs) with both network-induced time delay and packet dropout by using an active-varying sampling period method, where the sampling period switches in a finite set. A novel linear estimation-based method is proposed to compensate packet dropout, and H∞ controller design is also presented by using the multi-objective optimization methodology. The simulation results illustrate the effectiveness of the active-varying sampling period method and the linear estimation-based packet dropout compensation.     

被动变采样周期网络控制系统的H∞控制器设计

本文研究了具有被动变采样周期网络控制系统的H∞控制器设计问题。提出了基于采样周期切换的方法（采样周期在有限集合内切换），并利用该方法将具有时变采样周期及时延的网络控制系统建模为切换系统。在此基础上，通过求解满足一组线性矩阵不等式约束的多目标优化问题，研究了网络控制系统的H∞控制器设计方法。仿真结果验证了基于采样周期切换的H∞控制器设计方法的有效性。     

变采样网络控制系统的最优保性能控制

针对具有时变有界采样周期和时延的网络控制系统,首先将其建模成一类离散动态区间系统.在此基础上,对一个给定的二次型性能指标,研究了系统的保性能控制问题,基于线性矩阵不等式(LMI)给出最优保性能控制器设计方法.利用LMI工具箱,求解十分方便.仿真结果表明该方法的有效性.     

变采样周期网络化系统鲁棒容错控制

针对网络控制系统中存在的时变采样周期与时延,通过矩阵Jordan 变换与分解, 将采样周期和时延的不确定性转变为系统结构参数的不确定性,建立了离散时间凸多面体不 确定系统模型。在此基础上,首先设计观测器,保证系统状态和故障估计收敛于实际值。接 着,根据估计的故障,设计了主动动态输出反馈鲁棒容错控制器,给出了执行器发生故障时, 系统能保持渐近稳定的充分条件。将控制器设计问题转化为以线性矩阵不等式形式为约束条 件的凸优化问题,进而得出了最优H∞鲁棒容错控制器参数的具体表达式。数值仿真验证了提 出的设计方法的有效性。     

广义时滞系统时滞依赖H∞控制的改进结果

讨论广义时滞系统的时滞依赖控制问题. 基于线性矩阵不等式(LMI)方法和增广Lyapunov泛函, 给出保证系统正则、无脉冲、稳定且满足性能指标的时滞依赖有界实引理. 在此引理的基础上, 给出基于严格LMI的状态反馈控制器存在的时滞依赖条件. 同时给出所需状态反馈控制器的明确表示. 数值例子表明本文的结果改进了已有结论的保守性.     

考虑有限字长影响的离散时间非脆弱H∞滤波

本文研究了线性离散时间系统由有限字长影响的非脆弱滤波问题. 假定所设计的滤波器具有加性增益变量, 此增益变量反映了滤波器执行时的有限字长的影响. 为了解决该非脆弱滤波问题, 提出了一个结构的顶点分离器的概念, 并采用该分离器, 基于线性矩阵不等式给出了非脆弱滤波器设计的充分条件. 设计的结果使得误差系统渐进稳定且具有一定的性能水平. 数值例子验证了方法的有效性.     

第二FM模型的两维离散状态时滞系统H∞控制

本文研究了基于第二 FM 模型的两维离散状态滞后系统 H∞ 控制问题. 给出了这类两维系统具有一定 H∞ 扰动抑制度的一个线性矩阵不等式条件, 并通过求解一个凸优化问题得到一个最优 H∞ 控制器. 最后通过一个仿真例子验证所提结果的有效性.     

离散时间系统量化动态输出反馈的H∞控制

本文研究了离散时间线性时不变系统的量化动态输出反馈 H 无穷控制问题. 所考虑的动态量化器由动态调节参数和静态量化器组成. 静态量化器范围具有一定的实际意义, 这一点在本文充分考虑. 首先, 在考虑量化误差影响的情况下, 本文给出了既依赖于控制器状态又依赖于系统测量输出的量化控制策略使得闭环系统渐进稳定且具有指定的 H 无穷性能指标. 然后, 在这一结果的基础上, 又提出了基于线性矩阵不等式的迭代的优化算法来优化静态量化器范围, 从而得到能保证系统 H 无穷性能需求且具有最小量化器范围的量化控制策略. 最后通过仿真例子验证了所提出方法的有效性.     

一种改进的网络控制系统控制器设计方法

讨论网络控制系统的状态反馈控制器设计问题。针对具有未知时变时延的网络控制系统,应用自由权矩阵方法得到系统的稳定性条件,并应用到具有时变结构不确定性的网络控制系统,在此基础上提出状态反馈控制器设计方法。数值实例表明该方法的有效性,与已有方法相比,具有较低的保守性。     

参数不确定的网络控制系统控制器设计

针对一类具有不确定参数的被控对象模型,考虑长时延有界及数据丢包的情况,建立网络控制系统闭环模型.在所提模型的基础上,用线性矩阵不等式的形式给出了系统渐近稳定的状态反馈控制器的设计方法.仿真结果验证了本文方法的有效性.     

变采样网络控制系统的最优保性能控制

研究了一类不确定时延网络控制系统的最优保性能控制问题.针对线性时不变控制对象,控制器和控制对象采用时间-事件驱动,系统成为变采样网络控制系统,考虑在不确定时延小于或者等于一个变采样周期时,基于动态输出反馈对变采样网络控制系统进行建模,利用线性矩阵不等式研究了系统的保性能控制,并设计了保性能控制率和最优保性能控制率,最后给出实例表明在最优保性能控制率的控制下系统稳定.     

时变采样周期网络控制系统的鲁棒容错控制器设计

研究具有时变采样周期网络控制系统的执行器失效的完整性问题．假设系统任意两个连续采样间隔具有上界,利用输入时延法,将时变采样周期网络控制系统等价转化为连续时变时延网络控制系统．在此基础上,基于时延条件,应用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论和线性矩阵不等式（ＬＭＩｓ）方法证明了鲁棒容错控制律的存在条件,设计了鲁棒容错控制器,并给出了系统完整性条件下的最大允许时延的估计方法．仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性．     

具有时变采样周期的网络控制系统的H∞控制

研究了具有时变采样周期的网络控制系统的H∞鲁棒控制器设计问题．提出了基于变采样周期的切换方法（采样周期在有限集合内切换），并利用该方法将存在时变采样周期、长时延以及丢包的网络控制系统建模为切换系统．在此基础上，通过把一个非凸的可行性问题转化为受线性矩阵不等式约束的多目标优化问题，研究了网络控制系统的H∞控制器设计方法．仿真结果验证了基于采样周期切换的H∞控制器设计方法的有效性．     

网络控制系统的H∞状态反馈控制器设计

研究了对网络控制系统如何设计H∞状态反馈控制器.这些网络控制系统中存在不确定的网络时延和数据包丢失.当网络时延和连续丢包有界时,可以将系统建模为具有时变输入时滞的系统,利用Lyapunov-Krasovskii泛函,推导出网络控制系统渐近稳定的充分条件.将这些充分条件转化为带等式约束的LMIs,并对他们进行迭代求解,就可以构造H∞控制器.与现有结果相比,在推导稳定性条件时本文对交叉项采取了更紧的界定,并且在设计控制器时无需知道调节参数.因此,本文提出的方法具有更低的保守性.仿真结果说明了本方法的正确性和有效性.     

基于切换模糊模型和分段Lyapunov函数的T-S模糊系统时滞依赖H∞控制

研究了离散时滞T-S模糊系统的H无穷控制问题. 首先, T-S模糊系统被转换成等价的切换模糊系统, 基于分段Lyapunov函数, 给出了该系统带有H无穷性能的时滞依赖稳定化控制方法. 所得结论可以用一组线性矩阵不等式表示. 由于考虑了子系统间的相互关系, 因此所得结论较以往结果具有更小的保守性. 最后, 仿真例子说明了所提方法的有效性.     

具有扇区有界非线性离散系统的可靠H∞滤波器设计: 一种LMI优化方法

针对一类具有非线性不确定离散非线性系统设计了可靠H∞滤波器. 设计的结果使得滤波误差系统在标称状态及具有传感器失效状态时不仅是渐进稳定的, 而且满足给定的H∞范数约束. 采用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术给出了滤波器存在的充分条件. 而且, 为了减少设计的保守性及得到更好的性能, 我们利用松弛变量来解耦Lyapunov矩阵及系统动态矩阵. 数值仿真例子说明设计方法的有效性.     

MIMO网络控制系统的稳定性与控制器设计

对于具有多个独立传感器与执行器的多输入多输出网络控制系统,在具有多重时滞的情况下,建立一类网络控制系统的连续时间模型。通过构造一个新的李雅普诺夫函数,给出一个具有较低保守性的稳定性判据。基于该稳定性判据,给出输出反馈控制器的设计方法,数值仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于T-S 模糊模型的采样数据网络控制系统H∞ 输出跟踪控制

研究具有采样数据的基于T-S (Takagi-Sugeno) 模糊模型网络控制系统H输出跟踪控制问题. 提出将采集器端数据采样周期、数据传输时滞和数据丢包转换为零阶保持器端数据更新周期, 在此基础上, 利用输入时滞法和PDC (Parallel distributed compensation) 技术, 建立网络环境下被控对象和参考模型合并的基于T-S 模糊模型的增广系统模型. 通过Lyapunov 方法, 并充分利用采样特性, 给出系统实现H输出跟踪的充分条件, 以及可靠模糊控制器的设计. 仿真结果表明所设计模糊控制器能够实现该类系统良好的跟踪.     

不确定广义时滞系统的时滞依赖鲁棒H∞控制

讨论不确定广义时滞系统的时滞依赖鲁棒H∞控制问题. 基于线性矩阵不等式(LMI)方法, 设计状态反馈控制器使得对所有允许的不确定性, 所得的闭环系统均是正则、无脉冲、稳定且满足H∞范数有界约束. 所有的结论都是时滞依赖的且由不涉及系统矩阵分解的严格LMI表示. 数值例子表明所给的方法与已有的结论相比具有较小的保守性.