基于变采样周期方法的网络控制系统协同设计

提出了一种基于变采样周期的动态调度策略,通过实时调整控制系统的采样周期以适应网络中信息流的变化,改善网络中时延、丢包等问题.采用动态调度策略的NCS为一个变采样周期系统,考虑时延的影响,通过等效变换将时延和采样周期的不确定性转化为系统参数的不确定性,从而将NCS建模为一类具有参数不确定性的离散时间系统,并给出了系统D-稳定的控制器设计方法,实现NCS的控制与调度协同设计.最后通过数值仿真验证了所提出的方法的有效性.     

基于Backstepping方法的车式移动机器人轨迹追踪控制

针对四轮车式移动机器人的运动学模型,首先利用一个正则坐标变换,将误差系统转换为一个非线性串联系统的形式;然后利用Backstepping方法,在两轮移动机器人追踪控制律设计过程的基础上,构造了四轮移动机器人追踪系统的Lyapunov函数,并通过使该Lyapunov函数负定,计算得到了针对四轮移动机器人轨迹追踪控制器,并证明了该类型移动机器人在所得控制器作用下,能实现对给定目标的全局渐近追踪;最后利用提出的控制器,通过四轮移动机器人对直线和圆周2种轨迹追踪的仿真实验,验证了该控制器在四轮车式移动机器人轨迹追踪控制中的有效性.     

基于自相似性的网络信息流延时特性仿真

网络控制系统中由于网络的介入，使得状态信息和参考信息的传输延时具有随机性．本研究网络控制系统中信息流的延时和丢包特性，从网络中信息流的本质属性——自相似性出发，给出了产生自相似信息流的方法，借助于通用系统仿真语言GPSS研究了一类网络控制系统的延时特性，指出网络中信息流的延时和自相似程度以及采样速率之间的定性关系．     

区间系统状态反馈控制的完整性设计

研究了一类不确定区间系统具有完整性的状态反馈控制设计问题 ,其中不确定性描述为系统状态矩阵的各个元素在一些确定的区间内变化。在给出区间系统的一种等价描述后 ,利用Lyapunov稳定性理论 ,导出了闭环区间系统具有完整性的充分条件 ,给出了相应的状态反馈控制器设计方法及具体设计步骤。最后通过数值算例说明了所提设计方法的有效性。     

混合系统:回顾与展望

本文首先对混合系统的概念及研究背景进行了介绍,然后综述了混合系统的分析与设计,重点讨论了分析切换系统稳定性的统一李雅普诺夫函数法、多李雅普诺夫函数法,介绍了混合系统的最优控制、混合系统的验证与仿真.对混合系统未来的研究趋势进行了展望,并进一步指出混合系统研究的重要意义.     

基于公共Lyapunov函数的一类切换系统H∞鲁棒控制

针对一类含有参数不确定性的离散时间切换系统,在任意切换的情况下研究了这类系统的H∞鲁棒控制问题,利用公共二次Lyapunov函数法,设计了切换系统的状态反馈控制器。切换系统的不确定性满足一定的匹配条件,所设计的控制器能保证闭环系统鲁棒稳定且具有H∞扰动衰减度。可以通过求解一组线性矩阵不等式获得状态反馈控制器,仿真结果验证了设计方案的有效性。     

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.     

一类不确定离散时间切换系统的鲁棒H_∞控制

针对一类不确定性离散时间切换系统,在任意切换的情况下研究了这类系统的鲁棒H∞控制问题.首先基于多Lyapunov函数法分析含有状态反馈控制器的切换系统的鲁棒稳定性和干扰抑制性能,得到了切换系统鲁棒稳定且具有H∞扰动衰减度的充分条件.其次运用线性矩阵不等式给出了状态反馈控制器的设计方案,举例说明了所提方法的应用.     

基于代沟信息的自适应遗传算法

针对现有自适应遗传算法无法兼顾群体特性 ,难以稳定地收敛到最优解的问题 ,从种群多样性和适应度均值变化的角度 ,分析了进化停滞或退化的原因 .以种群适应度均值和多样性作为概率调整依据 ,提出了一种新的基于种群代沟信息的自适应遗传算法 .利用相邻两代群体间的适应度差异和多样性差异信息 ,设计了遗传概率的自适应调整策略 ,使算法维持较好的多样性 ,有效避免了早熟 .并证明了算法收敛性 .仿真结果表明该算法能够使种群保持良好的可进化性和收敛性 .     

基于自相似性的网络信息流延时特性仿真

网络控制系统中由于网络的介入 ,使得状态信息和参考信息的传输延时具有随机性 .本文研究网络控制系统中信息流的延时和丢包特性 ,从网络中信息流的本质属性———自相似性出发 ,给出了产生自相似信息流的方法 ,借助于通用系统仿真语言GPSS研究了一类网络控制系统的延时特性 ,指出网络中信息流的延时和自相似程度以及采样速率之间的定性关系 .