网络化系统的状态反馈保性能控制

研究了具有随机网络诱导时延且数据包丢失服从马尔可夫链的网络化系统的保性能控制问题．将网络化控制系统建模为具有两种运行模式的马尔可夫跳变线性系统．根据马尔可夫跳变线性系统理论，给出了网络化系统状态反馈保性能控制器存在的充分条件；该保性能控制器为一组线性矩阵不等式的解．通过一个仿真示例说明了本文所提方法的有效性．     

具有随机丢包的一类网络控制系统的故障检测

针对存在随机数据包丢失的网络环境,研究了一类网络控制系统的故障检测问题.考虑随机丢包同时发生在传感器与控制器以及控制器与执行器之间,将网络控制系统建模为含有4个模态的马尔可夫跳变线性系统.基于此类模型,构造了系统的残差发生器,相应的故障检测问题转化为H∞滤波问题.利用马尔可夫跳变线性系统理论,设计了故障检测滤波器,使得...     

一类不确定网络控制系统的鲁棒容错控制

研究了含有数据包丢失的不确定网络控制系统的鲁棒容错控制问题. 在执行器连续增益故障下,考虑前向网络通道和后向网络通道中存在满足马尔可夫性质的数据包丢失情况,将含有结构不确定性的闭环故障网络控制系统建模为马尔可夫跳变线性系统.基于这个模型,利用Lyapunov稳定性理论和矩阵不等式技术,给出了闭环故障系统随机稳定的充分条件,同时采用锥补线性化方法,给出了控制器设计方法.最后数例仿真验证了该设计方法的有效性.     

具有数据包丢失的网络控制系统保性能控制

本文研究了一类具有数据包丢失的网络控制系统(NCSs)的建模和保性能控制问题.通过用两个马尔可夫链分别来描述前向通道和反馈通道的丢包过程,将闭环网络控制系统建模成具有两个模式的马尔可夫随机切换系统.基于线性矩阵不等式技术和李亚普诺夫方法得到了闭环系统随机稳定的充分条件,并给出了状态反馈保性能控制器的设计方法.最后通过数值算例验证本文结果的有效性.     

具有数据包丢失的网络控制系统的保成本容错控制

研究了具有数据包丢失的网络控制系统的保成本容错控制问题．针对一类存在马尔可夫丢包的网络控制系统,考虑更一般的执行器连续增益故障模型,利用李亚普诺夫稳定理论和马尔可夫跳变线性系统理论,构造丢包依赖的李亚普诺夫函数．给出了保持系统均方稳定且满足保成本性能指标的控制器存在的充分条件,并提出了相应的保成本容错控制器设计方法．同时,通过求解优化问题,构造出系统的最优保成本容错控制器．最后给出的数例仿真验证了该控制器设计方法的有效性．     

具有随机时延的网络控制系统周期反馈控制

针对一类具有随机时延的网络控制系统(NCSs)周期反馈控制问题,提出一个新颖的马尔可夫随机时滞系统模型.该模型包括一个分段常数广义采样保持函数(PCGSHF)以及一个用于描述网络诱导时延和数据包丢失的马尔可夫链.应用李亚普诺夫方法以及线性矩阵不等式技术得到了闭环 NCSs 随机稳定的充分条件,并给出了状态反馈控制器和 PCGSHF 的设计方法.最后,通过仿真算例验证了设计方法的有效性.     

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.     

一类随机时延网络化控制系统的容错控制研究

将一类具有随机时延的网络化控制系统建模为具有马尔可夫延迟特性的离散跳变线性系统．借助跳变线性系统理论和容错控制的思想，研究了随机时延网络化控制系统的执行器失效问题．仿真结果验证了所提方法的有效性．     

高斯中继信道反馈下马尔可夫跳变线性系统的可镇定性

研究利用高斯中继信道实现反馈信息传输情形下马尔可夫跳变线性系统的均方可镇定性问题.首先针对一般类型的高斯信道,从信息论角度给出上述马尔可夫跳变线性系统镇定所需要的必要条件;然后分别针对半双工串联中继信道以及非正交网络信道这两种特殊类型的高斯信道,在考虑传输信号存在平均功率约束的情况下,给出马尔可夫跳变线性系统的均方可镇定性与上述信道参量之间的内在联系;最后通过数值仿真例子验证了上述理论结果.     

具有长时延及丢包的网络控制系统稳定性分析

研究了同时具有大于一个采样周期的随机传输时延及数据包丢失的网络控制系统的稳定性问题．对于给定的数据包丢失率,网络控制系统被建模为具有两个事件速率约束的异步动态系统,利用异步动态系统理论给出了网络控制系统指数稳定的充分条件,状态反馈控制器可通过解一组矩阵不等式求出．仿真示例验证了所提出方法的有效性．     

具有双边随机时延和丢包的网络控制系统稳定性分析

针对具有双边随机网络时延和丢包的网络控制系统,首先基于Markov的随机过程描述系统丢包的特性;然后利用系统增广矩阵的方法建立参数不确定的离散时间跳变系统模型,在考虑Markov链转移概率矩阵中部分元素未知甚至完全未知的条件下,采用Lyapunov稳定理论和随机理论的分析方法,设计依赖于丢包特性且满足系统均方稳定要求的时变控制器;最后通过数值算例仿真表明所提出方法的有效性.     

有界丢包网络控制系统的稳定性与能稳性

主要讨论有界丢包网络控制系统的稳定性与能稳性. 基于迭代方法将有界丢包网络控制系统建模为一个跳变系统. 由于网络的复杂性, 跳变系统状态转移矩阵的部分元素无法获得, 因此, 我们考虑的这种情况更具有一般性. 并且本文考虑的丢包同时存在于前馈和反馈通道. 最后, 数值例子表明本文方法的有效性.     

传输时延和时钟同步对以太网控制系统的影响

在分析报文传输时延和时钟同步精度对EPA网络(工业以太网)控制系统的实时性和稳定性的影响的基础上, 提出了新的基于马尔科夫链的时延模型. 给出了在系统稳定的情况下, 通信宏周期、协议传输时延和时钟同步精度应满足的条件. 建立了无丢包情况下的EPA网络控制系统模型. 提出了EPA控制系统稳定时, 可以设置的最小通信宏周期的计算方法.     

Stability analysis and stabilization of networked linear systems with random packet losses

This paper is concerned with the stability analysis and stabilization of networked discrete-time and sampled-data linear systems with random packet losses. Asymptotic stability, mean-square stability, and stochastic stability are considered. For networked discrete-time linear systems, the packet loss period is assumed to be a finite-state Markov chain. We establish that the mean-square stability of a related discrete-time system which evolves in random time implies the mean-square stability of the system in deterministic time by using the equivalence of stability properties of Markovian jump linear systems in random time. We also establish the equivalence of asymptotic stability for the systems in deterministic discrete time and in random time. For networked sampled-data systems, a binary Markov chain is used to characterize the packet loss phenomenon of the network. In this case, the packet loss period between two transmission instants is driven by an identically independently distributed sequence assuming any positive values. Two approaches, namely the Markov jump linear system approach and randomly sampled system approach, are introduced. Based on the stability results derived, we present methods for stabilization of networked sampled-data systems in terms of matrix inequalities. Numerical examples are given to illustrate the design methods of stabilizing controllers.     

Fault detection for networked control systems subject to quantisation and packet dropout

This article addresses the stochastic fault detection (SFD) problem in finite-frequency domain for a class of networked control systems (NCSs) with respect to signal quantisation and data packet dropout. Considering a logarithmic quantiser and Markovian packet dropout, the NCS is modelled as a Markov jump linear system (MJLS) with quantisation error. Further, a new definition of finite-frequency stochastic H _? index is given, which gives a measurement of sensitivity. Subsequently, sufficient conditions are derived to guarantee that the MJLS can achieve such a performance. By virtue of the obtained conditions, the fault detection filters (FDFs) are designed in finite-frequency domain, which are valid in characterising the disturbance attenuation performance and finite-frequency fault sensitivity performance. Finally, a simulation example is given to illustrate the method and its effectiveness.     

一类丢包时延网络控制系统的鲁棒H∞滤波

用随机马尔可夫跳变系统描述一类具有丢包时延的网络控制系统．为这类网络控制系统设计马尔可夫跳变滤波器,保证了滤波误差系统均方意义下随机渐近稳定,且噪声信号对估计误差的影响低于指定H∞ 性能水平,滤波器参数可通过求解线性矩阵不等式得到．最后通过仿真实例验证了所得结论的正确性和滤波器设计方法的有效性．     

STABILITY ANALYSIS OF NETWORKED SYSTEMS WITH PACKET DROPOUT AND TRANSMISSION DELAYS: DISCRETE‐TIME CASE

This paper analyzes the stability of networked control systems (NCSs) with data packet dropout and transmission delays induced by communication channels. Discrete‐time NCSs with data packet dropout and transmission delays are modeled as linear systems with time‐varying delays. Sufficient conditions for the stability of the NCSs are established in terms of linear matrix inequalities (LMIs) by using the Lyapunov function method. The case of NCSs with multiple‐packet transmission is also studied. A numerical example is presented to illustrate our proposed approach.