长时延和丢包的网络控制系统保性能控制

为了研究具有长时延和丢包的网络控制系统保性能控制问题,假设传感器由时钟驱动,控制器和执行器由事件驱动,网络时延在两个采样周期之间,丢包具有马尔科夫跳变特性,利用状态增广的方法,把具有长时延和丢包的网络控制系统建模为具有两种运行模式的离散时间马尔可夫跳变系统,把网络时延转化为系统参数矩阵的不确定性.在此基础上,利用马尔可夫线性跳变系统理论和线性矩阵不等式方法,推导出使网络控制系统随机稳定的保性能控制律存在的充分条件,并给出了设计方法.数例仿真说明了所用方法的有效性.     

马尔可夫时滞网络控制系统的稳定性

针对同时具有马尔可夫(Markov)链跳变特性时滞和随机丢包现象的网络控制系统,建立了网络控制系统的离散模型,利用李亚普诺夫稳定性理论、线性矩阵不等式和自由权矩阵方法,分析了系统的均方稳定性和均方可镇定性,并基于线性不等式给出了系统均方稳定、镇定判据.该方法能判定具有马尔可夫时滞和丢包的网络控制系统的均方稳定性,并设计出同等条件下的均方可镇定时滞依赖控制器.与现有方法相比.能更准确地描述网络时滞特性,有效减小系统保守性,结果更具一般性.最后通过仿真实例证明了方法的有效性.     

网络控制系统保性能控制

针对网络控制系统中时延不确定因素,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,网络控制系统对象模型为具有时滞的不确定离散模型.在此模型的基础上,将网络控制系统的保性能控制问题转化为研究时滞的不确定离散系统的鲁棒保性能控制问题.利用Lya-punov理论及线性矩阵不等式(LMI)方法,证明了通过状态反馈控制,使网络控制系统保性能控制的充分条件等价于求解LMI.仿真示例验证了该控制方法的有效性.     

具有丢包的网络控制系统可靠保性能鲁棒控制

研究了具有丢包的网络控制系统可靠保性能鲁棒控制问题。在考虑网络数据传输发生丢包和执行器故障的情况下,将网络控制系统建模成不确定切换系统,利用线性矩阵不等式,给出了该系统在一定数据丢包率影响下具有可靠保性能、鲁棒状态反馈控制器存在的充分条件和设计方法。最后给出了一个具体的数值事例。     

变参数网络控制系统的双模态离散跳变模糊控制

研究了一类变参数非线性网络控制系统随机稳定性和控制器设计问题.针对具有有界随机延迟和数据包丢失的不确定网络控制系统,提出一种离散时间跳变模糊方法,建立其双模态不确定Takagi-Sugeno模糊数学模型,综合刻画了网络的有界随机时延和丢包特性、网络传输的不对称性以及控制对象的不确定性非线性动力学现象.基于该模型,利用Lyapunov理论和线性矩阵不等式方法,推导出系统随机稳定的充分条件,给出了具有分段二次Lyapunov稳定与次优性能指标的保成本状态反馈模糊控制器的设计方法.该方法归结为一组双线性矩阵不等式,可利用同伦迭代算法求解.数例仿真结果表明,对于任意容许的不确定性,该方法设计的控制器能使系统随机稳定.     

不确定时延广义网络控制系统的保性能控制

研究了正则且无脉冲的广义网络控制系统的保性能控制问题.针对传感器是时钟驱动,控制器和执行器是事件驱动,且网络的不确定时延小于一个采样周期的广义网络控制系统,利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式,推导出系统状态反馈保性能控制律存在的充分条件,并给出了设计方法.最后通过数值仿真,给出了含有不确定性时延的广义网络控制系统的状态反馈保性能控制律,说明了该方法的有效性.     

不确定NCS的动态输出反馈鲁棒保性能容错控制

针对存在时延和丢包的参数不确定网络化控制系统,采用动态输出反馈控制策略,研究执行器失效故障时系统的鲁棒保性能容错控制问题.将丢包当作一种特殊时延,通过构造一种包含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii 泛函,采用时延分段处理方法,推证出使闭环故障系统具有鲁棒保性能容错能力的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式的方式给出最优控制器的设计方法.最后以一个仿真算例验证文中所述方法的可行性和有效性.     

一类模糊不确定网络控制系统的保性能控制

针对网络控制系统中存在数据传输时延,以及由被控对象和控制器之间的不同步给系统所带来的稳定性问题,提出了鲁棒H∞保性能控制器的设计方案.将时延的不确定性转换为系数矩阵的不确定性,在此模型基础上利用并行分配补偿,并根据H∞鲁棒控制理论及线性矩阵不等式(LMI)方法,获得了网络控制系统的全局渐近稳定性及H∞控制律存在的充分条件,同时提出了网络控制系统鲁棒H∞保性能控制器的设计方法,仿真说明该方法的可行性和有效性.     

一类具有时延和丢包的网络系统的H_∞均方指数稳定控制

考虑了具有随机网络诱导时延和丢包的不确定网络控制系统的H_∞均方指数稳定控制问题.通过把随机时延和丢包看做满足区间Bernoulli分布的随机等价时延,建立网络控制系统新模型.基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出使网络系统均方指数稳定的H_∞控制器设计方法.数值算例说明了所提方法的有效性.     

一类模糊不确定网络控制系统的H_∞保性能控制

针对网络控制系统中存在数据传输时延,以及由被控对象和控制器之间的不同步给系统所带来的稳定性问题,提出了鲁棒H_∞保性能控制器的设计方案。将时延的不确定性转换为系数矩阵的不确定性,在此模型基础上利用并行分配补偿,并根据H_∞鲁棒控制理论及线性矩阵不等式(LMI)方法,获得了网络控制系统的全局渐近稳定性及H_∞控制律存在的充分条件,同时提出了网络控制系统鲁棒H_∞保性能控制器的设计方法,仿真说明该方法的可行性和有效性。     

区间快变时延NCS鲁棒Η_∞保性能容错控制

针对存在时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑参数不确定性和有限能量外部扰动影响,研究了执行器失效时系统具有H∞保性能的鲁棒容错控制问题.将丢包当作一种特殊时延,考虑综合时延的区间快变特性,采用状态反馈控制策略,通过构造适当的李雅普诺夫泛函,推证出闭环系统对执行器失效故障具有较小保守性的鲁棒H∞保性能容错能力的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式的方式给出了最优控制器的设计方法.最后以一个仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性.     

具有丢包和非均匀分布时延的网络控制器设计

研究了一种同时存在丢包和非均匀分布时延的离散时间网络控制系统的控制器设计问题.通过区分丢包和时延对系统性能的影响,并考虑时延的非均匀分布特性,首先构造了新的离散时间网络控制系统的模型;然后提出新的Lyapunov泛函并利用线性矩阵不等式方法,给出了控制器的设计方法,并优化了系统性能.不同于现有文献中将时延中点作为非均匀分布时延的分界点的做法,本文给出了一个分界点优化选取算法.最后通过数值例子验证了本文给出的镇定控制器设计的有效性.     

变采样周期网络控制系统的模型预测控制

对一类具有随机时延和输入约束的网络控制系统,利用变采样周期的方法,将连续的被控对象离散化,从而将网络控制系统建模为部分转移概率未知的Markov跳变系统.基于预测控制的滚动优化原理,提出一种模型预测控制策略,通过线性矩阵不等式的方法,给出保证整个闭环系统随机渐近稳定充分条件.仿真算例说明所提方法的有效性.     

变采样周期网络控制系统的量化状态反馈控制

研究了一类具有变采样周期的网络控制系统的量化状态反馈控制问题.将从传感器到控制器的随机时延作为系统的时变采样周期,通过将具有时变采样周期、随机时延和量化器的网络控制系统建模为M arkov跳变系统,利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法给出了系统指数均方稳定的充分条件,并设计了一种量化状态反馈控制器.通过仿真算例说明了所提方法的有效性.     

不确定网络控制系统的保性能可靠控制

针对网络传输过程中存在时延、丢包和错序等非理想网络状况的网络控制系统模型,研究了系统的鲁棒稳定性控制问题,基于Lyapunov稳定性理论,得到了状态反馈形式的鲁棒控制律.并且针对执行器可能发生故障的情况,通过引入故障矩阵,研究了系统的保性能可靠控制.利用线性矩阵不等式(LMI)方法和锥补线性化迭代(CCL)算法,将非凸优化问题转化为凸优化问题,求得一组性能指标上界的次优解.最后通过MATLAB数值仿真实例,验证了文中所用方法的正确性和有效性.     

具有长时延和异步时钟的网络控制系统的故障检测

针对一类同时存在长时延和异步采样时钟的网络控制系统,假定其可能发生的故障,设计了系统的具有时延补偿功能的鲁棒H∞状态观测器,对其进行故障检测.当系统正常时,将观测器系统建模为一类具有不确定性的离散线性切换系统,基于该模型,利用线性矩阵不等式(LMIs)方法给出了系统鲁棒稳定性条件和H∞性能指标的求解方法;当系统发生故障时,观测器残差能够迅速发生跳变,从而检测出故障的发生.仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

基于特征模型和模糊动态特征模型自适应控制方法的网络控制系统

针对网络控制系统模型参数选取困难的问题,利用特征模型和动态特征模型的自适应控制方法在实际工程中建模简单、控制精度较高的特点,以直流电机的网络控制系统为例,研究了具有时延和数据丢包网络情况下的网络控制系统,提出了基于特征模型的自适应控制方法和基于模糊动态特征模型的自适应控制方法.仿真结果表明:丢包率对特征模型控制器系统的影响较大,而网络延时对模糊动态特征模型控制器系统影响较大.所提两种方法均可有效保证网络控制系统的控制性能.     

基于观测器的广义网络系统稳定性分析

针对一类同时具有时延和丢包的正则无脉冲且脉冲能观的广义网络控制系统,假设传输时延小于一个采样周期且网络中的数据包传输成功率一定,将该系统建模为异步动态系统.利用李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法给出判断系统指数稳定的条件,并且得出基于正常状态观测器的反馈控制器.仿真实例证明了该方法的有效性.     

不确定非线性NCS鲁棒H∞保性能容错设计

针对一类不确定非线性网络化控制系统,同时考虑时延、丢包及受外部有限能量扰动的影响,研究了执行器失效故障情形下系统的鲁棒H∞保性能容错控制问题.基于T-S模糊模型,通过构造适当的李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函,推证出了使系统具有鲁棒H∞保性能容错能力的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式的形式得到了控制器的优化设计方法...     

多采样率网络化系统的最优保性能控制

针对一种输入多采样率网络化控制系统,在同时考虑网络诱导时延和被控对象的预测输出的条件下设计了动态输出回馈控制器,以得到系统的最优保性能控制,并利用线性矩阵不等式证明了控制系统的稳定性,数值模拟验证了其有效性.结果表明,所设计的控制器能够保证控制系统稳定性并满足性能控制的要求.