基于LMI的网络控制系统时延补偿策略

网络控制系统中由于通讯网络的引入而导致的网络时延对控制系统的性能带来很大的负面影响,针对一类具有时变网络诱导时延和噪声污染的不确定网络控制系统,研究了一种可以对时变时延进行补偿的鲁棒H∞控制器的设计问题。通过引入两个附加的松弛矩阵使Lyapunov矩阵和系统矩阵得到分离,得到了一个新的时延补偿鲁棒H∞性能判据,并基于该判据给出了不确定系统的鲁棒H∞状态反馈控制器的设计方法。设计的控制器不但保证闭环系统的二次稳定性,同时使系统的H∞范数小于一个给定的衰减水平γ。并且设计了一个迭代算法来得到问题的优化解。通过一个算例验证了所提出的时延补偿策略的可行性和优越性。     

基于RBF神经网络多步预测的自适应PID控制

提出一种基于RBF神经网络多步预测的自适应PID控制算法．该算法用无局部极小的径向基函数网络对非线性系统进行在线辨识，利用多步预测误差对PID型控制器网络进行训练，从而实现PID参数的在线自适应寻优．通过对典型非线性系统的仿真研究，该控制系统具有较强的适应性和鲁棒性．     

测控信号随机时延对迭代学习控制系统的影响

测控信号通过无线网络传输受到的随机时延严重影响迭代学习控制系统的收敛性能. 在一步随机时延模型的基础上,得到包含随机时延影响因子的系统转移矩阵,然后分别针对测控信号发生时延的情况,研究转移矩阵内决定系统收敛速度的特征值,以及决定系统鲁棒收敛性的下三角内其他元素取值的变化情况. 由分析可知,测控信号随机时延不仅会降低系统的收敛速度,而且会影响系统的鲁棒收敛性. 尤其是控制信号随机时延,它对系统鲁棒收敛性的影响明显强于测量信号随机时延的影响. 仿真实验表明了分析结论的正确性.     

LSTM预测驱动的软件系统主动自适应方法

针对反应式自适应软件系统调整滞后的问题,提出了一种基于长短期记忆（long short-term memory, LSTM）网络预测驱动的主动自适应方法。该方法将LSTM神经网络预测技术嵌入监测-分析-决策-执行-知识控制模型的分析环节,利用自适应环境、质量及目标相关的运行数据和历史数据进行分类预测,形成自适应预警机制,在减小传统自适应决策滞后性影响的同时有效提高了软件系统的主动自适应能力。为了说明所提方法的主动性、鲁棒性、有效性,在经典的分布式远程辅助系统上对该方法进行实验评估。结果表明：该方法能够针对自适应需求提前预警,推动软件系统在必要时进行主动的自适应调整。     

网络化控制系统采样周期的实时优化

随着计算机科学技术、控制理论和网络通信技术的发展，网络化控制系统受到越来越多的关注．由于网络化控制系统的网络带宽的限制使得网络化控制系统不可避免地存在网络诱导时延，网络诱导时延在一定程度上会降低网络化控制系统的性能．为了优化整个控制系统的性能，文章研究了系统采样周期的优化问题，提出了实时反馈调度器．为此，系统目标函数的选取根据采样周期、网络诱导时延以及作用在系统上的噪声，具体做法根据当前各个子系统中被控对象的状态和噪声特性，周期地分配新的采样周期给各个子系统，最后给出实验结果．     

存在时延和数据丢包的网络控制系统稳定性分析

该文对存在时延和数据掉包的网络控制系统进行建模,并分析系统的指数稳定性。将具有网络诱导时延和数据丢包的系统建模为具有事件率约束的异步动态开关系统,利用李亚普诺夫方法和线性矩阵不等式推导系统的指数稳定性条件,通过求解线性矩阵不等式可行解的方法判断系统的稳定性,最后通过仿真分析,说明该方法是有效的。     

用于3G网络监管的负载平衡方法及其稳定性分析

为了处理3G网络监管系统中产生的海量数据,该文提出一种负载平衡算法.在分布式动态负载平衡模型的基础上,采用负载选择分配策略设计了随机转移负载的时延模型,并给出了增益系数的取值.根据控制论的相关理论和方法对该算法进行稳定性分析,验证了本算法符合3G监管需求,并据此修正了多余负载转移的百分比公式.     

信道预测下的迫零波束形成系统的性能

分析了反馈时延对于迫零(zero-forcing, ZF)波束形成系统和容量性能的影响,提出采用最小均方误差信道预测技术补偿反馈时延. 基于ZF系统信干噪比的概率密度函数,推导了信道信息存在误差时该系统和容量期望的解析表达式. 数值仿真表明,预测器有效利用了信道的时间相关性,补偿了反馈时延带来的容量损失,仿真结果与理论分析结果吻合.     

基于Internet的主从遥控机器人关键技术研究

构建了一个基于Internet的机器人主从遥控系统实验平台,在这个平台上对主从遥控机器人的数据通信、视频传输、网络时延等关键技术进行了研究,提出了基于Internet的主从遥控机器人服务器端与客户端的控制数据实时通信方法;基于NetMeeting SDK所提供的COM接口,对NetMeeting进行了二次开发,实现了机器人从手工作场景在局域网内的视频图像实时传输;研究了不同状况下的网络延迟时间及丢失包的情况,给出了降低网络时延影响的相关策略.     

耦合时延复杂网络的无源脉冲同步

针对具有耦合时延的复杂网络,利用时滞系统的脉冲控制方法,提出了脉冲同步控制器。根据非线性系统的无源化设计方法,设计了使复杂网络快速同步的脉冲控制器。以具有10个节点的复杂网络为例进行了数值模拟,结果表明所设计的脉冲同步控制器能够使具有耦合时延的复杂网络实现有效同步。     

含有状态时滞的受扰线性离散系统前馈-反馈最优控制

对在随机噪声环境下含状态时滞的线性离散系统的最优控制问题进行了研究。利用卡尔曼滤波算法求得随机干扰的最优估计值,并构造一个敏感度函数,根据麦克劳林展开式将原系统的求取过程转化为通过构造一个两点边值问题族来求解。同时在最优控制律中构造一个补偿函数以减小运算中所带来的误差。将原系统的最优控制律近似估算成M阶前馈-反馈次优控制律,再由分离原理得到含有状态时滞的受扰线性离散系统前馈-反馈最优控制律,最后通过给定一个M的具体值得到M阶的前馈-反馈次优控制律的仿真图像来对比前馈-反馈与经典状态反馈的控制作用,表明前馈-反馈在最优控制律中具有更好的控制效果。     

不确定时滞系统的鲁棒容错控制

研究了一类不确定线性时滞系统的鲁棒容错控制问题，基于Lyapunov稳定性理论，证明了当采用一种带时滞的状态反馈控制律时，该系统对于传感器和执行器故障具有完整性，给出了闭环系统具有鲁棒容错能力的条件．     

非线性时滞系统状态反馈跟踪控制

针对一类严格反馈非线性时滞系统,采用反推(backstepping)技术,提出了一种状态反馈跟踪控制器的设计方案.采用占有(domination)方法处理系统的非线性时滞函数.在系统非线性函数满足Lipschitz条件的假设下,实现对给定参考信号的全局渐近跟踪,并保证了闭环系统所有信号一致有界.通过构建一个Lyapunov-Krasoviskii泛函,证明了闭环系统的稳定性.最后,通过一个仿真实例说明了所提方案的可行性.     

基于PID控制的温度大滞后系统算法研究

针对温度控制系统的大滞后特点,采用Smith预估控制算法进行控制,在此基础上提出了一种改进PID控制算法.仿真结果表明改进的PID控制算法具有较强的稳定性和鲁棒性,既能有效地抑制大滞后、时变的影响,又对模型参数的变化具有很强的适应性,能取得良好的控制性能,是一种实用而简便的大滞后炉温控制方法.     

Smith自适应模糊PID控制算法的研究及仿真

针对常规PID控制器在控制具有时变、大滞后等特性的实际被控对象效果不理想的问题,综合Smith预估控制和自适应模糊PID控制的优点,提出了一种新的控制器-Smith自适应模糊PID控制器．介绍了组成原理,分析了在控制时变、大滞后对象时的优点,给出了该控制器的具体设计方法．仿真结果表明,所设计的控制系统超调量小、调节时间短、响应速度快、动、稳态性能好,适用于参数变化的大时滞工业过程．     

基于神经网络的一类非线性系统自适应滑模控制

对一类非线性系统进行简化处理后,结合神经网络逼近方法、自适应滑模控制提出一种新的自适应控制方法.所设计的控制器分为两部分,一部分是等效控制器,另一部分是滑模控制器.滑模控制器用来减小系统的跟踪误差,起鲁棒控制作用.文中用神经网络逼近非线性函数,并将网络权值误差引入到神经网络权值的自适应律中用以改善系统的动态性能.最后给出的仿真算例证明所设计的控制器是十分有效的.     

基于人工神经网络的CSTR温度控制研究

在对自适应神经网络进行分析和研究的基础上,对连续搅拌反应釜进行了建模,使用基于径向基函数的神经网络系统对釜内的温度进行了控制.使用MATLAB实现了温度控制系统,仿真实验结果表明,文中设计的模型和系统具有良好的自适应性、鲁棒性和抗干扰能力.验证了人工神经网络在CSTR中的温度控制的应用,为CSTR的控制提供了一种新的方法.     

一类不确定线性时滞系统的H∞控制

基于稳定性理论,利用Lyapunov泛函和线性矩阵不等式处理方法,结合自由权矩阵思想,研究了一类多个范数有界不确定的线性时滞系统的H∞控制问题,给出系统具有H∞性能的一个线性矩阵不等式条件．所设计的控制器对于系统所允许的参数不确定性和时滞,能保证闭环系统渐近稳定且具有理想的性能指标．     

网络协同控制系统试验平台设计与实现

随着控制技术的飞速发展,把通信网络引入到传统的控制系统实现闭环控制成为人们日益关注的课题。针对网络控制系统的运行特点,设计并实现了一个网络协同试验仿真平台,可为网络控制系统的理论分析和设计方法进行有效的验证。根据网络协同控制系统的特点,给出了仿真试验平台的设计思想和结构,介绍了RTX的实时功能原理和RT-TCPIP的实时通讯机制,在此基础上,讨论了基于RTX的网络协同控制系统仿真平台的软件设计和实现方法。最后通过一个试验实例验证了该仿真平台设计的有效性。对实时性要求高的仿真系统具有一定的参考价值和指导意义。     

网络控制系统的随机输出反馈控制

给出了网络控制系统在不完全状态信息时系统状态的线性最优估计器；讨论了网络控制系统在输出反馈情况下随机最优控制器的设计；并证明了该最优输出反馈控制律可使网络控制系统均方指数稳定．最后以网络控制下的釜式反应器为对象进行了仿真研究，仿真结果表明了该法的正确性和有效性．