不确定时滞TCP 网络中基于T-S 模型的滑模AQM算法

针对传输控制协议(TCP)网络中的拥塞控制问题,基于T-S模糊模型,提出一种滑模主动队列管理(AQM)算法.考虑到TCP网络中存在的不确定和时变时滞因素,对非线性TCP网络进行了T-S模糊模型的建模.利用LMI设计了一个渐近稳定的滑模面,并提出一种能更好抑制抖振现象的到达条件,基于该到达条件设计的控制器能有效地抑制路由器中队列长度的振荡.大量仿真结果表明,所提出的算法比普通滑模AQM算法具有更好的稳定性和鲁棒性.     

不确定TCP流模型的离散H∞鲁棒主动队列管理算法

针对TCP/IP网络存在参数时变和不确定性下的拥塞控制问题,提出一种新的基于H∞状态反馈控制的离散鲁棒主动列队管理算法(AQM).该方法针对不确定TCP流模型,将短期突发流所占据的带宽作为系统的外部干扰,同时考虑时滞和参数不确定性因素,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术,设计了离散鲁棒状态反馈控制器以保证路由器队列响应的稳定性和鲁棒性.最后,通过NS-2仿真验证了本文方法的有效性.     

一类非线性随机不确定系统有限时间H∞无穷滤波

研究一类具有时变、有界干扰的非线性随机不确定系统有限时间H∞滤波问题.首先,给出了非线性随机不确定系统有限时间H∞滤波问题的定义;其次,通过构造Lyapunov-Krasoviskii函数,并结合线性矩阵不等式（LMI）方法,给出了非线性随机不确定系统有限时间∞滤波器存在的充分条件;再次,将该问题简化为具有LMI约束的优化问题,并给出了相应的求解算法;最后,通过数值算例表明了所提出设计方法的有效性.     

基于LMI优化的主动悬架多目标控制

首先将汽车主动悬架的控制问题归结为有时域硬约束的鲁棒干扰抑制问题.在多目标控制框架下,基于线性矩阵不等式(LMI)优化技术,提出了一种H2/广义H2混合控制策略:利用广义H2范数描述系统的时域硬约束,同时选择H2范数最小化系统的性能输出,最终将系统的控制律归结为求解具有LMI约束的半定规划问题.以半车模型为例设计了主动悬架控制器,并给出了较全面的分析和仿真结论.最后利用快速原型(RCP)和硬件在回路仿真(HILS)一体化技术进一步验证所提方法的有效性和可行性.     

动态矩阵主动队列管理算法

针对Internet网络这种大延迟,变化复杂,存在严重干扰的系统,基于约束模型预测控制理论,提出了一种新的主动队列管理算法(DMAQM算法).首先根据预测模型和状态估计器,预测瓶颈链路队列的未来动态特性,它是确定丢包率的基础;然后将拥塞控制的控制要求转化为优化目标函数,在线求解优化问题得到丢包率.DMAQM算法通过滚动优化来适应网络环境的变化,提高了算法鲁棒性;同时在求取丢包率时显式地考虑了网络中存在的约束.仿真结果显示DMAQM算法控制性能优于RED算法,在满足约束的前提下,具有较强的抗干扰能力,同时具有较好的稳定性和鲁棒性.     

一种基于约束优化的虚拟网络映射方法

虚拟网络映射问题将不同的虚拟网络应用映射到相同的基础设施网络中,这是一个极具挑战性的问题.针对该问题,提出了一种基于约束优化的虚拟网络映射方法,将映射问题分解为节点映射和链路映射两个阶段,其中,前者是将虚拟节点映射到物理节点上,后者将虚拟链路映射到物理路径上,它们都是NP难问题.针对节点映射和链路映射分别提出了node-mapping算法和link-mapping算法.node-mapping算法基于贪婪算法的思想,映射时考虑了物理节点所能提供的资源数量以及物理节点间距离两个因素,该算法能够保证基础设施网络中各节点间的负载相对均衡;同时,通过采用访问控制机制,过滤一些异常的虚拟网络请求,能够有效地提高资源的使用效率.link-mapping算法基于人工智能领域中的分布式约束优化思想,其能够保证得到的解是全局最优的,即映射链路的代价最小.最后,通过模拟实验对该方法进行验证,实验结果表明该方法在求解虚拟网络映射问题时的性能良好.     

基于模糊推理的鲁棒主动队列管理算法

基于常规控制理论的主动队列管理(AQM)算法在复杂动态网络环境下对参数变化比较敏感,难以保证队列稳定性且缺乏鲁棒性。针对上述问题提出基于队列长度和链路速率相对变化率的模糊AQM算法,以队列长度与期望队列长度以及链路速率与链路容量的相对误差量作为网络拥塞指示,采用模糊推理得出中间节点的丢包概率。仿真实验表明,该算法具有良好的队列稳定性和较小的队列延时,对网络的非线性和负载波动等不确定因素具有鲁棒性。     

稳定裕度与网络特征参数无关的AQM算法

针对现有基于控制论的主动队列管理(AQM)算法的不足,设计一种稳定裕度与网络特征参数(往返时延、通过瓶颈链路的TCP连接数、瓶颈链路的容量)无关的基于PI控制器的AQM算法GPM-PI。该算法响应速度快、计算开销小,能用于大时滞网络环境,抗干扰能力强(对TCP短流和UDP流有良好的控制能力),鲁棒性好,能更好地适应Internet环境下的主动队列管理。     

具有H∞干扰抑制的中立型系统保成本控制

针对一类范数有界时变非线性不确定性的中立型系统,将其转化为时滞广义系统.利用时滞广义系统的相关理论、Lyapunov-Krasovskii稳定性定理和线性矩阵不等式方法,通过无记忆状态反馈实现了具有H∞干扰抑制的保成本控制,并给出了具有H∞干扰抑制的中立型系统保成本控制器存在的充分条件及相应的干扰抑制保成本指标.控制器的设计使得闭环系统鲁棒稳定,具有给定H∞干扰衰减度同时使给定的干扰抑制保成本指标最优.所得结论等价于一组线性矩阵不等式（LMI）的可解性问题.最后给出算例以验证设计方法的有效性.     

改进神经元PID无线拥塞研究

神经元PID算法能较好地控制瓶颈节点的队列长度,但当网络环境发生较大变化时,其控制效果往往难以保证。根据Ad Hoc网络环境参量时变的特点,推导了无线TCP/AQM离散模型,在神经元算法的加权系数中引入二次型性能指标。另外神经元增益K是系统敏感参数,而恒定的K值不易适应时变的无线自组织网络,据此设计了一种改进二次型性能指标神经元PID的AQM。仿真结果表明：在动态拓扑、突发流及链路容量变化的Ad Hoc网络中,该改进算法优于PI算法。     

一类大时滞非线性网络控制系统的H∞保成本控制

本文研究一类大时滞不确定非线性网络控制系统的H∞保成本控制问题. 首先将具有随机大时滞的网络控制系统模型化为具有不确定系数的离散时间系统模型. 然后利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法, 给出H∞保成本控制律的存在条件和H∞保成本控制器的设计方法. 进而通过求解凸优化问题得到最优鲁棒H∞保成本控制器. 最后仿真结果验证了该控制算法的有效性.     

控制输入受限的拦截卫星轨道鲁棒H2/H∞控制

针对拦截卫星在执行轨道拦截任务的过程中存在不确定参数和不同类型外界干扰的轨道控制问题,研究了基于鲁棒H2/H∞稳定的控制器设计方法.首先,考虑参数不确定性、外界干扰、系统的H2/H∞性能和有限时间性能、控制输入限幅和极点配置,建立了相对运动轨道模型和相应的约束条件,并由此提出了控制器设计目标.然后采用线性不等式技术提出并证明了控制器存在的充分条件,并将控制器的设计转化为一个凸优化问题进行求解.仿真结果表明,设计的控制器能够使系统稳定并满足各项约束,且对系统不确定性具有较好的鲁棒性以及对外界干扰有一定的抑制作用.     

线性离散时滞重复过程的H∞控制

首先给出了线性离散时滞重复过程的2D(两维)Roesser模型, 采用线性矩阵不等式方法导出了过程稳定并具有H_∞扰动抑制度的一个充分条件. 通过求一个线性矩阵不等式的可行解来构造系统的一个状态反馈H_∞控制器. 进一步, 通过求解一个线性矩阵不等式凸优化问题得到该过程的最优状态反馈H_∞控制器.     

Synthesis of Mixed Objective Output Feedback Robust Model Predictive Control

Aiming at the constrained polytopic uncertain system with energy‐bounded disturbance and unmeasurable states, a novel synthesis scheme to design the output feedback robust model predictive control(MPC)is put forward by using mixed H₂/H_∞ design approach. The proposed scheme involves an offline design of a robust state observer using linear matrix inequalities(LMIs)and an online output feedback robust MPC algorithm using the estimated states in which the desired mixed objective robust output feedback controllers are cast into efficiently tractable LMI‐based convex optimization problems. In addition, the closed‐loop stability and the recursive feasibility of the proposed robust MPC are guaranteed through an appropriate reformulation of the estimation error bound (EEB). A numerical example subject to input constraints illustrates the effectiveness of the proposed controller.     

离散系统多步观测时滞的H∞输出反馈控制

针对一类多观测时滞离散系统,本文提出了基于Krein空间理论解决H∞输出反馈问题的新方法．利用H∞输出反馈控制问题与不定二次型之间的关系,时滞系统的H∞控制问题分解为LQ问题和时滞的H∞估计问题．通过重组观测,时滞的H∞估计问题可转化为无时滞的H∞估计问题,从而给出由两个Riccati方程决定的H∞控制器存在的充要条件．本文的方法不需要增广系统．     

具有方差和极点约束的不确定系统鲁棒H∞输出反馈控制

针对一类具有范数有界不确定性的连续系统和二次矩阵不等式区域,考虑系统具有方差和区域极点约束的输出反馈控制器设计问题．为此首先导出闭环系统区域稳定的充分必要条件．然后用线性矩阵不等式方法给出输出反馈控制器存在的一个充分条件．在此充分条件下闭环系统是鲁棒区域稳定的且具有H∞性能以及当干扰为白噪声信号时其稳态状态方差有限．接下来用矩阵分解方法给出输出反馈控制器增益矩阵的求解过程．最后通过一个仿真实例说明本文所提出的控制器设计方法的有效性．     

H Robust servo problem with H∞ norm constraint

A robust servo problem with an H-infinity norm constraint is investigated based on the LMI (Linear Matrix Inequality) approach to the H-infinity control problem. The following results are obtained. (1) A necessary and sufficient condition for the existence of an H-infinity controller with robust tracking property is derived. It consists of the following two indepent conditions: (i) the existence of an H-infinity controller; (ii) a boundary constraint at the reference mode. (2) If there exists an H-infinity controller with robust tracking performance, there exists one whose order equals the sum of an H-infinity controller and the internal model.     

一类多包传输网络控制系统的H∞鲁棒控制

研究了一类不确定时延多包传输网络控制系统的最优H∞控制问题. 针对传感器时钟驱动、控制器和执行器事件驱动的多包传输网络控制系统, 考虑不大于一个采样周期的不确定时延和有限能量的外部扰动, 提出一种基于模型的反馈控制策略, 利用Lyapunov理论推导了H∞控制律存在的充分条件, 通过求解矩阵不等式约束的优化问题得到最优H∞控制律. 数值仿真表明了所用方法的有效性.