MIMO网络控制系统的指数稳定性

研究具有时延和数据包丢失的多输入多输出网络控制系统的指数稳定性和控制器设计问题.对在传感器与控制器、控制器与执行器间皆有时延和数据包丢失的网络控制系统结构进行了简化,建立了动态输出反馈网络控制系统模型.基于异步动态系统理论、Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式方法导出网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和动态输出反馈控制律设计方法.数值算例说明结果是可行的.     

一类非线性网络控制系统的稳定性分析

网络诱导时延是影响网络控制系统稳定性和动态性能的主要因素.针对一类仿射非线性被控对象模型,利用泰勒展开进行局部线性化.考虑网络诱导时延,采用状态反馈控制器,建立基于状态反馈控制器的闭环控制系统模型.通过Lyapunov方法证明,所得最大允许时延能够保证闭环网络控制系统稳定.最后以Simulink构建一个仿射非线性被控对象模型,通过仿真证明了本文方法的正确性和有效性.     

δ算子下的网络控制系统最优控制方法

研究网络控制系统的随机最优控制问题,提出了针对随机时延的网络控制系统最优控制律和二次型性能指标极小的控制律设计方案．在δ算子域内应用动态规划理论．设计网络控制系统的最优状态反馈和输出反馈控制律,得到的线性二次型高斯控制器可对系统中的随机长时延进行动态补偿．最后通过实例仿真验证了上述最优控制方案的可行性和有效性．     

基于弹性控制器的网络控制系统稳定性分析

研究了一类不确定网络控制系统的弹性控制器设计问题。针对一类具有不确定参数的被控对象模型,考虑网络诱导时延的作用,建立基于弹性反馈控制器的网络控制系统闭环模型。采用Lyapunov方法,给出保证该闭环系统稳定的允许时延上界。仿真结果证明了本文方法的正确性和有效性。     

随机时延网络控制系统的H∞输出反馈控制器设计

研究了一类具有随机通讯时延的网络控制系统的控制器设计问题.同时考虑了控制器和执行器之间,控制器和传感器之间这两类由于有限网络带宽而出现的随机传输时延.采用满足Bernoulli分布的二进制序列来描述数据传输的随机时延.利用矩阵不等式方法给出了动态输出反馈控制器存在的充分条件,所设计的控制器使得闭环系统是均方意义下指数稳定并具有给定的H∞性能.采用SLPMM(sequentially linearprogramming matrix method)给出了控制器的求解算法.仿真算例说明该方法的有效性.     

一类不确定性网络控制系统的滑模控制器设计

网络诱导时廷是影响网络控制系统稳定性和动态性能的主要因素．针对一类具有不确定性的网络控制系统,给出具有网络诱导时廷及不确定性的被控对象模型,设计其滑模控制器,建立基于滑模反馈控制器的网络控制系统闭环模型．通过Lyapunov方法证明,所得最大允许时延能够保证闭环网络控制系统稳定．仿真例子验证了该方法的正确性和有效性．     

基于动态反馈控制器的网络控制系统的稳定性分析

考虑实际模型的不确定性,针对一类具有不确定线性参数的网络控制系统,给出具有网络诱导时延及不确定线性参数的被控对象模型,设计其动态反馈控制器,建立基于动态反馈控制器的网络控制系统闭环模型.采用Lyapunov方法,给出保证该系统稳定的最大允许时延上界.仿真结果表明系统模型及控制器设计的合理性,所得最大允许时延上界保守性更弱.     

基于输出反馈网络化控制系统鲁棒容错控制

研究了一类具有时延不确定性的网络化控制系统的鲁棒容错控制问题.针对以往控制器大多采用状态反馈的形式,而对功能和结构复杂的网络化控制系统全部状态往往难于测取,因而状态反馈形式的控制器在应用中会受到限制,完整性问题的结果也主要基于0-1故障模型.采用动态输出反馈控制策略,针对网络化控制系统的时延和不同步对系统产生的影响,基...     

具有时延和丢包的网络控制系统H_∞状态反馈控制

研究了具有时延和数据包丢失的网络控制系统H∞状态反馈控制问题.考虑了网络控制系统中同时存在时延和数据包丢失的情况.将丢包过程建模为有限状态的马尔可夫过程.在此模型的基础上,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法.给出了保持系统均方稳定且满足H∞性能的控制器存在的充分条件,并给出了相应的设计方法.最后数例仿真结果表明了控制器设计方法的有效性.     

具有短时延的网络控制系统的一种鲁棒控制方法

针对具有短时延的网络控制系统, 本文提出了一种基于鲁棒控制的方法来解决该类系统的稳定化控制问题. 考虑状态反馈控制律, 将闭环网络控制系统描述为一个离散时间线性不确定系统模型, 其中的不确定部分反映了时延的时变特性对系统动态的影响. 得到了该闭环网络控制系统的渐近稳定性条件, 且该条件建立了闭环网络控制系统稳定性与两个时延参数, 即允许时延上界和允许时延变换范围, 之间的定量关系. 进一步的, 还给出了稳定化反馈控制器的设计步骤. 最后通过一个示例验证了本文所提出方法的有效性.     

网络诱导延迟的量子化和增广对象向量方法

对于网络控制系统中一般的动态输出反馈控制问题,应用延迟量子化和增广对象向量方法建立离散时间Markov跳变系统模型,并给出稳定化控制器的设计算法和倒立摆上的仿真计算.由于应用延迟量子化方法,所建立的模型和给出的设计方法也能用于求解具有常分布律的随机延迟的动态输出反馈控制问题.     

一类不确定时延网络控制系统最优H∞控制

研究了一类不确定时延网络控制系统最优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，利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式描述方法，推导出该系统动态输出反馈H∞控制律存在的充要条件，给出了最优动态输出反馈H∞控制律设计方法通过Matlab数值仿真算例，证明了分析方法和结果的有效性     

基于输出反馈的不确定NCS鲁棒容错控制

研究了一类具有网络诱导时延和参数不确定性网络化控制系统鲁棒容错控制问题.基于将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵不确定性的NCS模型,同时考虑系统参数不确定性对系统的影响,应用Lyapunov稳定性理论和LMI方法,采用输出反馈控制策略,推证出了保证闭环网络化控制系统在执行器或传感器发生故障时仍渐进稳定的充分条件,并以求解线性矩阵不等式组给出了容错控制器的设计方法,最后用仿真算例验证了此方法的可行性和有效性.     

云控制系统不确定性分析与控制器设计方法

云控制系统(Cloud control system, CCS)是云计算与物理系统的融合,由于云计算中资源是动态的,因此云计算的加入使得云控制系统具有很大的不确定性.本文给出一种典型的云控制系统结构,通过将不确定性划分为云端不确定性和网络端不确定性,有效简化了云控制系统不确定特性分析和建模.针对典型的时延不确定性问题,将云控制系统时延划分为云端时延和网络端时延,进行了MapReduce模型下多计算节点云端时延分析,同时进行了云控制结构下网络端时延分析,两者结合实现了云控制系统的前向通道和反馈通道的时延建模.基于所建立的云控制系统时延模型,应用极点配置方法设计了云控制器算法,包括观测器的设计和控制律的设计,从而保证了闭环系统的稳定性.对本文设计的云控制器算法进行了仿真验证,结果表明考虑时延特性的控制器设计明显提升了云控制系统的控制性能.     

具有时延和数据包丢失的动车组网络控制系统建模方法研究

提出了一种具有时延和数据包丢失的动车组网络控制系统(NCSs)建模方法。假设网络时延小于采样周期,数据包传输成功率是固定的。动车组网络控制系统可以被描述为一个事件驱动的异步动态系统,使用动态输出反馈控制方法,讨论了闭环网络控制系统的稳定性。     

有数据包丢失奇异网络控制系统H_∞控制器设计

针对广泛存在于许多领域和行业的奇异被控系统模型,考虑网络控制环境下存在的网络诱导时延、数据包丢失、外部扰动、奇异系统结构不稳定性和脉冲行为等复杂因素,利用Lyapunov和线性矩阵不等式方法,研究了状态反馈控制方式下奇异网络控制系统H!控制器设计和优化问题,提出了奇异网络控制系统状态反馈H!控制器存在的条件、H!控制器设计及其优化方法以及相应的扰动衰减度求取方法。系统仿真实例表明了提出的设计方法有效且可行。     

有时延和数据包丢失的网络控制系统控制器设计

在同时考虑网络诱导时延和数据包丢失的基础上,研究了动态输出反馈网络控制系统指数稳定性和控制器设计问题.基于一定的数据包丢失率和不大于一个采样周期的时延,将系统建模为结构事件率约束的异步动态系统.利用线性矩阵不等式方法推导出网络接通率约束的系统指数稳定的充要条件,给出了确保系统稳定的控制器设计方法.Matlab数值算例说明了研究结果是有效可行的.     

基于动态输出反馈的不确定NNCS H∞鲁棒容错控制

针对一类具有参数不确定的非线性网络化控制系统,同时考虑网络延时、丢包及有限能量外部扰动的影响,采用动态输出反馈控制策略,基于T-S模糊模型建模,在对时延分段处理的情形下,通过构造适当的增广型Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出确保非线性网络化控制系统在执行器或传感器失效故障时分别具有H∞鲁棒完整性的时滞依赖充分条件,并通过求解LMIs,给出了最优控制器的设计方法.采用动态输出反馈策略,克服了状态反馈在实际工程应用中的局限性而更具现实意义,证明中未进行模型变换又引入了适当的自由权矩阵变量,特别是时延的分段处理,使所得结果具有较少保守性.最后以一个仿真算例验证了文中所述方法的可行性和有效性.     

含有不确定时延网络控制系统的鲁棒H∞控制

研究了存在不确定时延的网络控制系统的鲁棒H_∞控制器设计方法。首先讨论了系统的建模问题,针对传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动,考虑不确定时延小于一个采样周期的情况,网络控制系统可建模为一类具有不确定性的线性离散时延系统,利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式方法,推导出闭环控制系统渐近稳定且H_∞范数小于性能指标γ的充分条件,并给出动态输出反馈H_∞控制律设计方法。通过Matlab数值仿真,证明了该设计方法的有效性。     

有数据包丢失和时延的网络控制系统稳定化

在同时考虑网络时延和数据包丢失的基础上,研究了网络控制系统的反馈控制器设计问题;用迭代的方法分析了数据包的丢失问题。在当前的状态测量不能被控制器实时得到时,利用旧的信息来控制系统,将网络化控制系统建模为切换模型。基于切换系统理论和分段Lyapunov函数理论,构造了线性矩阵不等式,推导出网络控制系统反馈控制器稳定的充要条件。数值仿真算例说明了所提方法的可行性和有效性。