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.     

丢包信息部分已知的变采样周期网络控制系统的H∞控制

研究了基于时变采样周期网络控制系统的H∞控制问题.考虑数据丢包个数有界且符合一个有限状态的Markov链,设计状态反馈控制器,将具有网络时延和丢包的NCSs建模为Markov跳变系统.针对数据丢包的信息难以精确获得的情况,即转移概率部分已知时,基于李雅普诺夫方法,给出系统随机稳定且具有H∞范数界γhkj的充分条件.基于LMIs技术,获得控制器设计方案.数值实例表明该方法是有效的并具有较好的H∞性能.     

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.     

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.     

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.     

存在Markov时延和丢包的飞行器控制系统故障检测

研究了同时存在控制时延和观测丢包的飞行器网络控制系统故障检测滤波器设计问题.考虑网络时延和丢包符合Markov随机过程,将系统建模为离散Markov跳变线性系统;并在转移概率部分已知的情况下设计了故障检测滤波器,将故障检测问题转化为H_∞滤波问题;给出了故障检测滤波器存在的充分条件以及求解方法.通过某飞行器网络控制系统的数值仿真,表明该方法具有较好的检测效果.     

一类基于双通道网络的离散Markov跳跃系统的鲁棒H_∞控制

研究了一类离散时间Markov跳跃系统在单边双通道通信网络下的鲁棒H∞控制问题.网络仅存在于传感器至控制器端,同时Markov被控对象的状态和模态信息经由不同网络特性的信道传递给控制器.随机丢包和时延分别建模为二值分布的Bernoulli过程和有限状态的Markov过程.通过采用扩维技术和Lyapunov方法,构建了依赖系统模态和网络情况的状态反馈控制器以确保系统的鲁棒稳定性,并满足给定的H∞性能指标.最后通过仿真算例验证所提出结论的有效性.     

具有通信约束的网络控制系统鲁棒H_∞控制

针对具有随机通信约束的网络控制系统,研究了系统建模与鲁棒H∞控制器的设计问题.考虑到执行器和控制器之间由于有限网络带宽而出现的介质访问约束,将网络控制系统建模为具有多个模态的马尔可夫跳变系统,基于李雅普诺夫稳定理论导出系统稳定的模式依赖型充分条件,并设计了相应的鲁棒H∞控制器,使得闭环网络控制系统随机稳定且具有给定的H∞性能.数值仿真验证了所提出方法的正确性和有效性.     

数据包错序的多包传输网络控制系统研究

考虑一类只在传感器与控制器之间存在网络的多包传输网络控制系统,研究具有数据包错序、时延和丢包的多包传输网络控制系统的建模和稳定性问题.假设每个数据都带有状态标识符,通过在控制器前端引入一个存储器来储存数据,并在存储器内设置一个缓存区来解决乱序问题,将系统建模成不确定离散线性系统.然后利用Lyapunov方法推导出闭环系...     

具有通信约束的网络化系统动态输出反馈控制

针对一类存在访问约束和时变时延的网络化控制系统,研究了其中的动态输出反馈控制器的设计问题.考虑到介质访问约束服从Markov分布和时变时延的上界小于一个采样周期的情况,将网络化控制系统建模为一类具有不确定性的离散时间Markov跳变系统.根据Lyapunov稳定性理论与状态增广方法,给出了闭环网络化控制系统渐近稳定的充分条件,并设计了动态输出反馈控制器,使得闭环系统渐近稳定.最后通过仿真验证了所提方法的有效性.     

传输时延和数据包丢失的网络化系统预测控制

针对具有传输时延和数据包丢失的网络化系统研究了有约束模型预测控制问题。考虑网络控制系统中同时存在时延和丢包的情况,给定时延和丢包的上界值,用预测控制器产生的对应时刻的控制输入补偿网络时延和数据包丢失,通过建立时延状态矩阵将系统模型进行分类并视为切换系统,并通过构造切换Lyapunov函数证明了切换系统的稳定性。为了在提高系统性能的基础上减少计算量,利用部分滚动优化方法进行控制器设计,给出了性能指标的上界和系统渐进稳定的充分条件,通过在线求解LMI问题得到状态反馈控制律。仿真研究验证了该方法的有效性。     

网络控制系统信道调度和控制器协同设计

以网络控制系统为研究对象,讨论信道受限和丢包对系统性能的影响.假设在任意采样时刻只有部分系统可以接入信道,且系统在进行数据传输时会发生丢包现象.首先,将丢包过程描述为独立的伯努利过程,根据每个系统的信道接入状态,建立系统的切换模型;然后,利用平均驻留时间技术,得到系统指数均方稳定的充分条件以及信道的可调度条件;最后,根据以上结果,给出系统信道调度策略和控制器的协同设计算法,使得系统镇定的同时具有理想的衰减率.     

时变时延比例积分状态反馈网络控制系统的稳定性

研究在传感器与控制器间、控制器与执行器间有时延和数据包丢失的网络控制系统的模型、指数稳定性和控制器设计问题.将时变时延和数据包丢失的比例积分状态反馈网络控制系统建模为有事件率约束的异步动态系统.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,提出网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和比例积分状态反馈控制器设计方法.通过数值算例说明提出的网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计方法是可行的.     

时延离散网络系统的均方指数稳定控制

针对带有随机时延和数据包丢失的不确定离散网络系统,得到了系统的均方指数稳定控制器设计策略。通过把网络诱导时延和数据包丢失看作满足Bernoulli分布的等价时延,并结合等价时延在不同区间上的概率取值,建立了更加切合实际的网络系统数学模型,并在此基础上,结合Lyapunov稳定性理论,对网络系统的均方指数稳定性进行分析,同时给出了输出反馈鲁棒控制器设计方法。仿真算例说明了该方法的有效性。     

基于广义状态观测器的广义系统稳定性分析

对于同时具有时延和数据包丢失的正则无脉冲且能检的广义网络控制系统,在传感器采用时钟驱动及控制器和执行器采用事件驱动的条件下,假设传输时延小于一个采样周期且网络中的数据包丢失率一定的情况下,将该系统建模为异步动态系统.同时由于状态观测器能够保持系统的结构性,因此在给定原系统状态反馈控制器的前提下,利用广义李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法验证观测器系统的指数稳定性.最后仿真实例证明了该方法的有效性.     

基于输出反馈的网络系统控制器的设计

对网络控制系统进行分析,在考虑网络诱导时延和数据包丢失的基础上,基于一定的数据包丢失率和不大于一个采样周期的时延建立数学模型,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,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,仿真实例说明研究结果是有效可行的.     

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.     

网络控制系统的故障检测

针对一类同时存在时变时延与随机丢包的网络控制系统,研究了系统的鲁棒故障检测问题。考虑传感器与控制器之间、控制器与执行器之间的随机丢包与时变时延的现象,首先将时变时延对系统的影响转化为未知有界条件下的不确定项,再将随机丢包用满足Bernoulli分布的二进制序列来描述,并设计了系统的鲁棒 故障观测器,给出了基于观测器闭环系统渐近稳定的充分条件。最后,通过仿真验证了该方法的有效性。     

一类连续时间网络控制系统分析及控制器设计

针对网络控制系统中存在数据传输时延和数据包丢失,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,提出了一种状态反馈控制器设计方法。采用带有延时的被控对象模型和Lyapunov泛函,得到了时滞相关稳定性的充分条件,并以线性矩阵不等式（LMI）的形式表示出来,最后仿真实例验证了所得控制器设计方法的有效性和可行性...     

数据包丢失的不确定奇异系统网络化容错控制

针对网络化控制系统中存在数据包丢失的情况,研究了一类具有数据包丢失的不确定奇异系统容错控制问题。根据奇异系统网络丢包的特点,在执行器发生故障的情况下,将奇异网络化系统转换为奇异不确定切换系统。同时,利用矩阵不等式技巧研究该奇异切换系统在一定数据包丢失率影响下的反馈控制。给出了控制器的设计方法和系统正定的充分条件。通过数值仿真例子验证了该方法的有效性。