基于动态输出反馈的不确定NNCS鲁棒保性能容错控制

针对一类具有参数不确定的非线性网络化控制系统,同时考虑网络延时和丢包的影响,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,推证出确保非线性网络化控制系统在执行器发生失效故障时具有鲁棒容错保性能的时滞依赖充分条件,并以求解LMIs的方式给出控制器的设计方法.由于证明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文中所述方法的可行性和有效性.     

基于状态观测器的不确定NNCS鲁棒完整性设计

针对一类具有时延及丢包的不确定非线性网络化控制系统,在系统状态无法直接测量和执行器发生失效故障情形下,基于全维状态观测器,研究不确定非线性网络化控制系统的鲁棒完整性设计问题.首先,基于T-S模糊模型,通过引入适当的积分不等式去处理一些积分项,以及构造包含所有时延特性的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出使系统具有鲁棒完整性的时滞依赖充分条件;进一步,利用矩阵分离技术得到了状态观测器和控制器增益的求解方法.在推证过程中,既没有进行模型转换也没有放大或忽略有用项,特别是对网络传输时延的分段处理,使结果具有较少保守性.最后以仿真示例验证了本文所述方法的有效性和可行性.     

随机传输的量化网络化系统故障检测

研究了具有传感器量化数据随机丢失情况下非线性网络控制系统的故障检测问题.考虑到数据量化和网络噪声等不确定因素对网络控制系统故障检测性能的影响,建立了随机非线性网络化控制系统模型,并将网络控制系统的故障检测问题转化为H∞扰动问题.基于获得的扩展滤波误差系统模型,利用李雅普诺夫函数方法,给出了线性矩阵不等式形式的结论,在线性矩阵不等式具有可行解情况下,设计了观测器形式的故障检测滤波器.给出了数据传输率和量化水平与故障检测性能之间的数量关系,仿真结果验证了所得结论的有效性.     

具有非线性摄动网络控制系统的量化控制设计

针对具有网络诱导时延及数据包丢失的非线性摄动网络控制系统,考虑系统存在量化误差及非线性摄动等干扰,建立具有一般性的网络控制系统新模型.基于李雅普诺夫稳定性原理和线性矩阵不等式方法,提出网络控制系统渐进稳定的充分条件和量化反馈控制器设计方法.通过求解凸优化问题获得具有非线性摄动网络控制系统的最大允许时滞界.最后,仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

一类非线性网络化控制系统的滑模变结构控制

基于滑模控制系统滑动模态不变性和T-S模糊模型能有效解决菲线性系统建模的优点,研究了一类具有时延和丢包的非线性网络化控制系统的滑模变结构控制问题.采用滑模控制理论设计控制器,证明了在控制器作用下系统能在有限时间内到达滑模面并一直保持在滑模面上,并根据Lyapunov理论和线性矩阵不等式(LMI)方法推证出了系统状态全局稳定的充分条件.最后以一个仿真算例验证了本文方法的可行性和有效性.     

基于动态输出反馈的非线性网络化控制系统容错控制

针对一类具有时延和丢包的非线性网络化控制系统,采用动态输出反馈控制策略,在对时延分段处理的情形下,基于T-S模糊模型,通过构造时滞依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出确保系统在执行器发生失效故障时具有完整性的少保守性充分条件,并以求解线性矩阵不等式的方式给出控制器的设计方法.最后,以仿真算例验证所述方法的可行性和有效性.     

基于输出反馈的网络化控制系统鲁棒容错控制

研究一类具有时延不确定性网络化控制系统的鲁棒容错控制问题.基于网络化控制系统时延模型,应用Lyapunov稳定性理论和LMI方法,采用输出反馈控制策略,推证出保证闭环网络化控制系统在执行器或传感器发生失效故障时仍渐进稳定的的充分条件,给出容错控制器的设计方法,最后以仿真算例得到系统零状态响应曲线,分析曲线所得结论说明此方法的可行性和有效性.     

基于时延准T-S模型的网络化控制系统鲁棒容错控制

针对具有马尔可夫特性时延的网络化控制系统,基于时延准T-S模型,考虑系统参数不确定性的影响,采用状态反馈控制律,通过构造离散Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出确保网络化控制系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒完整性的充分条件,通过求解LMIs给出容错控制器的设计方法.通过仿真实例得到,网络化控制系统在发生执行器失效故障时仍是渐近稳定的,说明该方法对于具有马尔可夫特性时延的影响,不确定网络控制系统在执行器失效故障时具有鲁棒完整性.     

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.     

基于网络控制系统的感应电动机H_∞鲁棒控制

为解决网络化感应电机控制中的干扰抑制问题,提出了感应电机网络化鲁棒控制模型。该模型运用直接反馈化方法将具有强非线性的感应电机数学模型线性化,然后引入具有时延的网络控制系统。通过设定最大网络时延,并运用矩阵不等式等方法,给出了系统鲁棒稳定的充分条件和状态反馈控制算法。仿真结果表明,该鲁棒控制策略动态性能优于具有时延的比例微分积分控制(PID)方法,能够对转子电阻参数摄动进行有效抑制。     

基于拟T-S模型的网络化控制系统鲁棒性分析

在传感器、控制器和执行器均工作于时间驱动的工作模式下,综合考虑网络化控制系统(NCS)出现时延和丢包问题,提出一种拟T-S模糊模型.以时延和丢包出现的概率作为隶属度,根据丢包出现在系统中的不同环节,分别构造相应的系统模型,并利用线性矩阵不等式(LMI)方法证明系统的稳定性.在系统存在外部扰动输入的情况下,构造相应的反馈控制器,并通过对一个二阶倒立摆系统的数值分析证明系统具有一定的鲁棒控制律.     

不确定网络化控制系统的鲁棒容错控制

提出了网络化控制系统(NCS)的一种建模方法.该方法采用时延估计法和在线取得时延法来获取时变时延,不仅解决了采样时差和时变时延难以估计的难点,而且大大简化了NCS的建模过程.针对NCS中传感器和执行器的失效问题,利用Lyapunov法给出了一种新的鲁棒容错控制算法.运用该算法设计的控制器可使系统在网络时延、故障和建模误差的共同干扰下依然稳定运行,而且该算法接近于普通的状态反馈设计,便于工程实现.实验结果表明,算法能使系统在传感器失效和建模误差的作用下保持鲁棒稳定性.     

输出反馈网络控制系统的随机时滞补偿

针对一类具有随机长时滞特性,且反馈状态不完全物理可测的网络控制系统,提出了一种时滞补偿策略.首先通过状态观测器估计系统的全部状态,然后基于对象模型计算系统在未来多个采样时刻的控制量,执行器节点根据当前网络延时选取相应的控制量,以实现对时滞控制量的补偿.分析了该补偿方法对控制系统稳定性的影响,得出了保证系统稳定的充分条件.通过倒立摆系统的数值仿真,证实该方法是正确和有效的.     

Series-based approximate approach of optimal tracking control for nonlinear systems with time-delay

The optimal output tracking control （OTC） problem for nonlinear systems with time-delay is considered. Using a series-based approximate approach, the original OTC problem is transformed into iteration solving linear two-point boundary value problems without timedelay. The OTC law obtained consists of analytical linear feedback and feedforward terms and a nonlinear compensation term with an infinite series of the adjoint vectors. By truncating a finite sum of the adjoint vector series, an approximate optimal tracking control law is obtained. A reduced-order reference input observer is constructed to make the feedforward term physically realizable. Simulation examples are used to test the validity of the series-based approximate approach.     

一类非线性不确定时滞系统的多模型切换H∞跟踪控制

考虑了当系统存在不确定和外界干扰的情况下，一类非线性不确定时变时滞系统的多模型切换H∞跟踪控制的设计问题。利用时滞T-S模糊模型对非线性不确定时滞系统进行建模，将输入空间划分为若干个区域，在每一区域内设计局部T-S模型和控制器，这样在模糊规则数相同的情况下由于模糊论域的变小从而提高了逼近精度；在不确定性满足增益有界的条件下，得到了该类时变时滞非线性系统满足闭环稳定和H∞跟踪控制性能的充分条件，通过求解一组线性矩阵不等式(LMI)，获得模糊H∞跟踪控制律，基于Lyapunov稳定性理论，证明了在此控制律下闭环系统渐进稳定；根据所选定的变量，通过多模型切换控制，将相应的区域控制器切换为全局控制器，而其他控制器不起作用，实现对整体非线性系统的逼近与控制。     

非线性网络控制系统的稳定性分析

针对传感器为时钟驱动、执行器、控制器均为事件驱动的一类非线性网络控制系统(net-worked control systems,NCS),通过在信息接收端设置一定长度的缓存,可以将时变的网络诱导时延转化为固定时延,并且将此类NCS建模为一类具有输入输出时延的非线性时延系统.基于建立的模型,利用Lyapunov定理和Razumikhin定理给出了系统渐近稳定的充分条件,同时给出使系统保持渐近稳定的最大允许网络诱导时延.最后通过算例验证了时延小于最大允许网络时延时,NCS是稳定的.     

非线性时滞系统的智能迭代学习控制

针对一类单输入单输出非线性时滞系统,提出了一种自适应神经网络迭代学习控制方案,神经网络用来逼近未知非线性函数和未知非线性时滞函数,放宽了传统迭代学习控制对非线性函数和非线性时滞函数的限制,拓展了迭代学习控制的应用范围．采用Lyapunov—Krasovskii函数和利用反演（Backstepping）技术设计神经网络学习律和控制律,基于Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统所有信号半全局一致最终有界,通过调节设计参数可以实现对目标轨线任意精度的跟踪．     

一类短时延的广义网络控制系统的鲁棒H_∞控制

基于正则、无脉冲和线性定常的广义系统,研究了一类网络控制系统的H∞控制问题.针对传感器和执行器节点由时钟驱动,控制器节点由事件驱动,网络总诱导时延小于一个采样周期及具有有限能量的外部扰动的网络控制系统,利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式描述方法,推导出动态输出反馈H∞控制律存在的充分条件,并给出了相应的设计方法.通过仿真实例,说明了所用方法的有效性.