基于QoS的网络化控制系统H∞保性能控制

在具有时延和丢包的非理想网络传输情况下,研究了存在外界干扰且具有参数不确定的网络化控制系统H∞保性能控制问题。根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,证明了网络化控制系统存在H∞保性能控制律的充分条件,提出了一种基于网络服务质量的网络化控制系统H∞保性能控制器的设计方法,该方法是一种能够兼顾系统控制性能和网络服务质量的综合性控制方法。最后通过仿真验证了该方法的有效性。     

基于网络QOS的网络化控制系统保性能控制

研究存在时延和丢包的非理想网络传输情况下的网络化控制系统的保性能控制问题,得到了在非理想网络传输情况下的网络化控制系统存在保性能控制律的充分条件,提出了基于网络服务质量(QOS)的网络化控制系统的保性能控制器的设计方法,该方法是一种能够兼顾系统控制性能和网络服务质量的综合性控制方法.通过仿真实例验证了该方法的有效性.

     

网络化控制系统综合控制方法研究

在阐明网络化控制系统采用兼顾控制系统性能质量(QoP)和网络服务质量(QoS)的控制方法的必要性和可行性的基础上,提出了一种能够兼顾控制系统QoP和网络QoS的网络化控制系统综合控制方法,并对其工作机理进行分析.在对目前相关的研究工作进行分析总结的基础上,提出了一种基于网络化控制系统综合控制方法的控制模型,最后通过一个数字仿真实例说明了该模型的有效性.     

Lurie网络化控制系统的保性能控制

以不确定Lurie系统作为被控对象,研究其在网络环境下的保性能控制问题.在同时考虑随机网络诱导时延和数据丢包的情况下,建立不确定Lurie网络化控制系统模型;利用Lyapunov方法分别给出了存在结构不确定性和范数有界的不确定性时,Lurie网络化控制系统保性能控制器的设计方法.所得结果是以线性矩阵不等式的形式给出的,便于数值求解.最后以数值实例说明了所提出方法的可行性和有效性.     

网络化控制系统性能与网络QoS协调设计研究*

基于网络QoS如延迟、丢包,建立网络化控制系统状态方程,通过双线性矩阵不等式(BMI)讨论在某种网络QoS下控制系统的稳定性,并以离散系统二次型性能指标为例设计最优LQR(linear quadratic regulator)控制器,得到保证系统控制性能的网络QoS约束。针对该约束,提出一种能够兼顾系统性能与网络QoS的网络化控制系统控制与调度协调设计方法。最后,通过仿真实验说明提出的协调设计方法的必要性和有效性。     

不确定系统的网络化保性能控制

本文针对控制网络中存在着随机传输时延和数据包丢失的现象,考虑了网络化控制系统的状态反馈保性能控制器设计问题.首先采用时滞相关方法并引入自由权矩阵,给出了基于矩阵不等式的网络化二次型保性能控制器存在的充分条件,然后基于该充分条件获得了基于线性矩阵不等式的控制器设计方法,相应的网络化保性能控制律可以通过求解线性矩阵不等式来构造,并采用锥互补线性化算法给出了网络化次优保性能控制器的设计方法.最后数值示例演示了所得控制器设计结果的应用方法和有效性,并通过仿真比较了传统保性能控制器和网络化保性能控制器在网络化控制系统中的控制性能.     

网络化控制系统的网络性能及稳定性分析

网络化控制系统的出现无疑大大推动了控制技术的发展，但这同时又对控制理论和信息技术提出了新的要求，对3种比较典型的控制网（EthernetBus,Token-passing Bus,CAN Bus）进行了较详尽的对比分析，以便根据不同的控制要求来选择不同的控制网络，介绍了几种网络化控制系统的稳定性判定方法，探讨了几种主要的网络参数（信息的最大允许传输间隔τ以及采样率h）对整个控制系统性能的影响；说明了信息技术与控制理论相结合的重要性。     

具有传感器故障的网络控制系统保性能可靠控制

基于存在时延和丢包的网络传输环境.针对具有参数不确定性的网络化控制系统,研究了其在传感器故障条件下的保性能可靠控制问题.根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMIs)方法,推导出使闭环网络控制系统在传感器故障条件下渐近稳定且保证综合性能指标满足要求的充分条件,并利用LMIs提出了保性能可靠控制率的设计方法.该控制算法在提高网络化控制系统可靠性的同时有利于系统综合体性能的优化.数值仿真验证了该方法的可行性和有效性.     

短时延广义网络控制系统的指数保性能控制

本文基于标称点方法,在短时变时延条件下,研究了广义网络控制系统的指数稳定保性能控制问题.基于李雅普诺夫稳定性判据和线性矩阵不等式技术,给出了使得系统能够指数稳定且满足二次型性能指标的状态反馈控制器存在的条件和设计方法.通过采用标称点方法,有效地解决了现有方法没有考虑网络诱导时延与系统保守性的关系且适用范围有限的问题,并通过算例验证了有效性.由于建模过程中充分考虑了系统的保守性,相比之下获得了更好的二次型性能指标值.     

基于分段连续Lyapunov函数的采样系统鲁棒保性能控制

针对不确定采样控制系统的鲁棒保性能控制问题,首先将采样系统描述为跳变线性系统,基于矩阵凸组合思想构造了分段连续Lyapunov函数,进而在线性矩阵不等式框架内给出了不确定采样系统鲁棒稳定的条件.针对范数有界参数不确定采样系统,提出了鲁棒保性能控制器设计的在线算法,在每个采样周期内通过求解一组线性矩阵不等式的可行解来构造出状态反馈增益矩阵.最后的仿真算例验证了所提设计方法的有效性.     

Real-time guaranteed cost control of MIMO networked control systems with packet disordering

This paper discusses guaranteed cost control for multi-input and multi-output (MIMO) networked control systems (NCSs) with multi-channel packet disordering. Considering the time-varying and bounded network transmission delay, packet dropout and packet disordering, a novel model of NCSs is proposed by introducing the concept of packet displacement. It is worthwhile mentioned that this model can fully describe the dynamic characteristic of network and always guarantee the newest control input executed by the plant, which makes that the plant can be controlled in real time. The resulting closed-loop systems are jump linear systems due to the newest signals executed subject to Markovian chains. A real-time controller is designed for uncertain and certain NCSs based on Markovian theory combined with linear matrix inequality (LMI) techniques such that the closed-loop cost function value is not more than a specified upper bound that varies according to Quality of Services (QOS). Finally, numerical examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

A synthesizing control model of networked control systems to guarantee QoP and QoS

The whole performance of the networked control system （NCSs） depends on two interaction factors, namely the quality of control performance （QoP） and quality of network service （QoS）. So, to optimize the whole perfor-mance of NCSs, the problem of guaranteeing QoP and QoS plays an important role in the design of NCSs. However, up to now, little work has been done in this field. In this paper, a synthesizing control model of NCSs to guarantee QoP and QoS is proposed, and a feasible condition of optimizing whole performance of NCSs is also suggested. Finally, the simulation results show that the proposed model is effective.     

Distributed guaranteed cost control for aperiodic sampled-data networked interconnected systems: a switched system approach

This paper investigates the distributed guaranteed cost control problem for a class of networked interconnected control systems (NICSs) under aperiodic sampling. The NICSs with missing data and time-varying delay are modelled as an aperiodic sampled-data switched system with uncertainties. Then, sufficient conditions ensuring the exponential stability and guaranteed cost quadratic performance are presented by using the average dwell time approach. The distributed state feedback controller is designed by solving a set of LMIs. Finally, a simulation example is given to verify the effectiveness of the proposed method.     

An LMI approach to observer-based guaranteed cost control

This article presents a design method for an observer-based guaranteed cost controller for a class of uncertain linear systems, in which full state variables cannot be measured. The perturbations are assumed to be described by structural uncertainties. The linear matrix inequality (LMI) approach is applied to design the observer-based controller. The controller and observer gains are obtained by solving the LMI optimization and feasibility problems, respectively. A numerical example shows the potential of the proposed method. This work was presented in part at the 12th International Symposium on Artificial Life and Robotics, Oita, Japan, January 25–27, 2007     

Non-fragile hybrid guaranteed cost control for a class of uncertain switched linear systems

1 Introduction In recent years, the switched control systems have been attracting considerable attention in the control commu- nity [1～7]. Basically, a switched system belongs to a spe- cial class of hybrid systems, which consist of a family of continuous-time or discrete-time subsystems and a switch- ing law that specifies the switching between them. Such control systems appear in many applications, such as com- municatin networks, switching power converters and many other fields. On the oth…     

针对时间距离约束的网络化控制系统带宽调度策略

网络化控制系统是一种具有时间距离约束的硬实时系统.根据该特点,在深入分析网络化控制系统时间距离约束关系的基础上,提出一种针对时间距离约束的网络化控制系统带宽调度策略.该策略能够更有效地与网络化控制系统的控制算法相配合,同时兼顾控制系统控制性能和网络服务质量,优化系统总体性能.最后通过仿真实例说明了该策略的有效性.