瑞利衰落信道下SR-ARQ-AMS系统时延性能研究

针对瑞利衰落信道,对一种结合选择式自动请求重传(SR-ARQ)技术的自适应调制系统(SR-ARQ-AMS)及其传输原理进行了分析,构造了一个有限状态Markov链来描述其瑞利衰落信道.利用等效时延的思想,建立了发送端带有休假的M/G/1非空竭服务排队模型描述该自适应调制系统.考虑了经有限次传输未成功分组的服务时延对系统时延性能的影响,求得了该系统分组平均等待时延、分组平均时延和归一化最大吞吐量的解析式.通过数值模拟分析了各参数对系统时延性能的影响,进而得到提高系统传输速率的方法.仿真结果表明SR-ARQ-AMS在瑞利衰落信道下能获得更好的系统时延性能.     

基于VHDL的时延Petri网仿真

在实时控制系统中,常常需要使用时延Petri网对系统进行建模、分析.作者提出了用硬件描述语言对时延Petri网进行描述,用VHDL语言中的wait语句和after语句来模拟Petri网中的时延特性,通过EDA软件工具对时延Petri网进行仿真,获得系统的动态性能,这为时延Petri网的分析提供了新的路径,并为控制系统的设计和电路实现奠定了基础.文章最后给出了一个实例,仿真波形表明了这种方法的正确性.     

鱼雷武器仿真系统的对象模型设计及时延研究

利用mak RTI通信支撑环境和VR—Link开发环境，提出了一种基于HLA的鱼雷武器分布交互仿真系统设计方法，重点对该联邦的SOM／FOM模型进行了设计，并对系统的时延进行了研究，所研制的系统对于鱼雷武器系统设计有应用价值。     

基于观测器的飞机除冰液温度鲁棒控制方法研究

对飞机除冰液温升模型的时变和延时特性进行了分析研究.采用Pade逼近对飞机除冰液加热系统的纯时延特性进行近似,将系统的时延问题转化为非时延问题进行处理.为克服由于飞机除冰作业过程中流量变化所造成的系统模型参数变化,采用基于滑模变结构的鲁棒控制方法对系统模型参数摄动进行补偿.为解决系统状态不可测问题,消除Pade逼近误差对出口温度的影响,采用状态观测器对系统的状态进行估计,并对Pade逼近模型输出误差进行补偿.利用系统不同流量下的试验温升曲线模型对设计的控制策略进行了仿真研究,仿真结果验证了所提出算法的有效性.     

基于时延补偿卡尔曼滤波器的NCS组合式X2故障检测

考虑一类时延网络控制系统,提出了一种具有时延补偿功能的卡尔曼滤波器设计方法,并对系统进行状态估计.通过对系统时延特性的研究,采用变分法推导出了时延网络控制系统的离散时间卡尔曼滤波公式,给出了具体的最优线性递推滤波算法.并且在对系统进行故障检测方面,提出了一种新的组合式x2检验法.最后通过仿真实例验证了所设计的卡尔曼滤波器与组合式x2检验法的有效性.     

无线网络控制系统建模与鲁棒控制分析

针对无线网络控制系统(wireless networked control system,WINCS)中长网络诱导时延对系统稳定性的影响,通过将不确定时延等效为系统参数的不确定性,建立了长时延WINCS的参数不确定离散时间系统模型。在该模型基础上,利用Lyapunov函数方法,获得闭环WINCS渐近稳定的充分条件。通过线性矩阵不等式形式,给出了WINCS状态反馈控制器的参数化设计方法。最后通过数值仿真验证了建模与控制方法的有效性。     

具有无标度拓扑结构的耦合映象格子的同步与控制

研究了具有无标度拓扑结构的耦合映象格子的同步和控制，为此，采用3种反馈方法（常数反馈和两种时延反馈）对系统的部分节点进行控制以达到所期望的状态。分别计算和分析了控制后产生的新分岔图。同时发现：对于第一种时延反馈控制，临界反馈控制值线性地随着耦合映象格子的耦合强度的线性增长而增大；当控制强度大于临界反馈控制值时，具有无标度拓扑结构的耦合映象格子系统会失去同步状态进而出现间歇振荡现象。     

带休假的返回n-ARQ系统时延性能研究

在对返回 n 步自动重传请求协议(返回 n-ARQ)的系统传输过程进行分析的基础上,利用等效服务时延的思想简洁有效地建立了返回 n-ARQ 系统的休假排队模型,求得了该系统的主要性能指标分组平均等待时延、平均服务时延以及归一化最大吞吐量等的表达式,给出确定最佳滑动窗口长度以及最佳分组长度的理论模型;最后通过数值模拟分析了分组传输正确率、滑动窗口长度以及分组长度对系统时延的影响,并分析论证了最佳滑动窗口长度以及最佳分组长度的存在性和可确定性及其变动规律.     

网络控制系统的分析与硬件在线仿真

网络控制系统(NCS)是一种新型计算机控制系统,通过工业网络实现控制单元之间的数据交换,但这也给控制系统带来了时延等问题.在分析两种常见工业网络的时延特点之后,介绍了硬件在线仿真平台的构建,提出了理论与硬件在线仿真相结合的设计方法,即用平均时延对系统进行理论设计,再在硬件在线仿真平台上进行仿真和参数选择.某二阶系统的设计与仿真过程,说明了该设计方法的有效性.     

基于信道状态判决的随机接入协议退避算法

针对二进制退避(binary exponential backoff, BEB)算法存在的“饥饿效应”及其与数据链网络作战场景不匹配的问题，通过对现有信道状态判决方法进行改进，结合数据链网络的作战应用场景，提出了基于信道状态判决的退避算法，使退避窗口的设置与节点数据的优先级以及当前信道负载密切相关。对系统的吞吐量和端到端时延进行了理论分析和仿真验证，通过分析仿真结果可知，无论是在系统吞吐量或是在端到端时延方面，所提算法的性能明显优于现有退避算法，保证了高优先级数据链信息发送的实时性。     

基于虚拟现实的临场感遥控作业系统研究

虚拟现实技术是目前解决临场感遥控作业系统中时延问题的有力手段。本文将虚拟现实技术应用于遥控作业系统,首先建立了遥控作业虚拟现实系统,然后着重阐述了视觉和力觉虚拟现实以及虚拟环境和虚拟手的建模与修正,最后对基于虚拟现实的临场感遥控作业系统研究工作进行了展望。     

Online Delay-Evaluation Approach in Networked Control Systems

This paper presents an online evaluation approach of time delays for networked control systems (NCS), which characterizes the time delays without any synchronized clock in the network and any assumptions of time delays. With this approach, an optimal control scheme based on the approach is designed to achieve the desired performance despite the uncertain delays in the system. The experimental results based on CANbus illustrate the effectiveness of the proposed control design and satisfactory performance of the closed-loop system.     

VR技术在力觉临场感遥控作业系统中的应用研究

目前虚拟现实（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ简称ＶＲ）技术应用到力觉临场感遥控作业系统,可以有效地解决系统的时延问题。本文首先研究了遥控作业虚拟现实系统的构成和实现原理,然后针对力觉临场感遥控作业系统时延问题,建立了力觉临场感遥控作业虚拟现实系统,阐述了虚拟力的产生以及虚拟接触的检测,最后提出了一种力觉虚拟现实实现算法,并构造实验系统验证了该算法克服系统时延影响的有效性。     

基于观测器的CAN网络在线时延补偿策略

网络时延问题是网络控制系统中的主要问题。为了解决网络时延给控制系统带来影响的问题,首先分析网络时延的产生及其可能的取值特性,在网络时延统计特性信息的基础上,从通信技术和控制技术相结合的角度出发,提出了一种基于观测器的在线时延补偿方法。通过CAN bus网络控制实验平台,分析了该补偿方法的有效性。实验结果表明,在网络延迟大的控制系统中该策略仍具有良好的控制效果。     

Networked Learning Predictive Control of Nonlinear Cyber-Physical Systems

Cyber-physical systems integrate computing, network and physical environments to make the systems more efficient and cooperative, and have important and extensive application prospects, such as the Internet of things. This paper studies the control problem of nonlinear cyber-physical systems with unknown dynamics and communication delays. A networked learning predictive control scheme is proposed for unknown nonlinear cyber-physical systems. This scheme recursively learns unknown system dynamics, actively compensates for communication delays and accurately tracks a desired reference. Learning multi-step predictors are presented to predict various step ahead outputs of the unknown nonlinear cyber-physical systems. The optimal design of controllers minimises a performance cost function which measures the tracking error predictions and control input increment predictions. The system analysis leads to the stability criteria of closed-loop nonlinear cyber-physical systems employing the networked learning predictive control scheme. An example illustrates the outcomes of the proposed scheme.

     

同时含状态和输入时滞系统的最优滑模控制

研究了一类线性时滞系统的变结构控制器的设计问题。为了简化变结构控制器的设计,首先通过非奇异线性变换将含状态时滞和输入时滞的线性系统化为无时滞系统。其次,在新坐标下,设计变结构控制器。结合二次型性能指标最优控制方法,给出了线性无时滞系统最优滑模的综合设计方法。引入趋近律方法设计控制律,有效的削弱了抖振并能保证系统在有限的时间内到达滑模面。最后,提出并证明了原系统渐近稳定的充分条件。仿真例证了该方法的有效性。     

Robust guaranteed cost filtering for uncertain timedelay systems with Markovian jumping parameters

1.INTRODUCTION Itisnowwellknownthatstochasticmodelinghas cometoplayanimportantroleinmanybranchesof scienceandindustry.Anareaofparticularinterest hasbeenMarkovjumpsystems[1～5].Ontheother hand,stateestimationplaysanimportantroleinsys temsandcontroltheory,signalprocessingandinforma tionfusion.Certainly,themostwidelyusedestimation methodisthewell knownKalmanfiltering[6,7].Acom monfeatureintheKalmanfilteringisthatanaccurate modelisavailable.Insomeapplications,however,when thesystemissubject…     

基于凸多面体不确定网络化系统的鲁棒无源滤波

研究一类同时具有时变时延和测量数据丢失的不确定网络化系统的鲁棒无源滤波器设计问题。时变时延假设在一个已知的界内随机变化。测量数据的丢失是随机发生的,假设满足Bernoulli分布随机序列。采用线性矩阵不等式方法,给出了全阶和降阶的鲁棒无源滤波器存在的充分条件。所设计的滤波器使得滤波误差系统是均方指数稳定并满足给定的无源指标。最后数值仿真表明所提方法的有效性。     

Model Reference Adaptive Control for Networked Distributed Systems with Strong Interconnections and Communication Delays

In recent years, networked distributed control systems (NDCS) have received research attention. Two of the main challenges that such systems face are possible delays in the communication network and the effect of strong interconnections between agents. This paper considers an NDCS that has delays in the communication network, as well as strong interconnections between its agents. The control objective is to make each agent track efficiently a reference model by attenuating the effect of strong interconnections via feedback based on the delayed information. First, the authors assume that each agent knows its own dynamics, as well as the interconnection parameters, but receives information about the states of its neighbors with some communication delay. The authors propose a distributed control scheme and prove that if the interconnections can be weakened and if the communication delays are small enough, then the proposed scheme guarantees that the tracking error of each agent is bounded with a bound that depends on the size of the weakened interconnections and delays, and reduces to zero as these uncertainties reduce to zero. The authors then consider a more realistic situation where the interconnections between agents are unknown despite the cooperation and sharing of state information. For this case the authors propose a distributed adaptive control scheme and prove that the proposed scheme guarantees that the tracking errors are bounded and small in the mean square sense with respect to the size of the weakened interconnections and delays, provided the weakened interconnections and time delays are small enough. The authors then consider the case that each agent knows neither its dynamics nor the interconnection matrices. For this case the authors propose a distributed adaptive control scheme and prove that the proposed scheme guarantees that the tracking errors are bounded and small in the mean square sense provided the weakened interconnections and time delays are small enough. Finally, the authors present an illustrative example to present the applicability and effectiveness of the proposed schemes.     

含有跳变参数的中立系统的鲁棒保性能滤波

对一类含有马尔可夫跳变参数的中立系统研究了鲁棒保性能滤波问题。系统中含有时滞，跳变参数与不确定性。系统中的跳变参数可以通过有限状态马尔可夫过程来描述。目标是设计无记忆线性滤波器使得对所有的不确定性增广系统是时滞独立鲁棒随机稳定的，并且满足所提的保性能指标。基于随机微分方程稳定性理论，给出了线性滤波器存在的充分条件。借助一组相互关联的线性矩阵不等式，获得了鲁棒保性能的设计方法。通过求解线性矩阵不等式约束下的凸优化问题，给出了次优保性能滤波器的设计方法。