具有时滞和丢包的网络化控制系统稳定性分析

将数据包丢失看成一种特殊的时延,研究了同时具有网络诱导时延和数据包丢失的网络化控制系统的稳定性问题.采用动态反馈控制器稳定系统并提高系统的动态性能,得到了总时滞(包括传感器与控制器之间的时滞,控制器与执行器之间的时滞)的表达式,建立了网络化控制系统模型,证明了系统的稳定性判定定理.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于时滞理论的网络控制系统稳定性分析

针对网络控制系统中普遍存在的通讯延迟问题，首先推导了具有多个独立传感器和执行器的多输入多输出网格控制系统的连续时间模型，然后根据时滞系统理论，给出了网络控制系统稳定的充分条件，根据此条件，可求出使网络控制系统稳定的最大允许网络延迟(MAND)．研究表明，只要网络控制系统的实际网络通讯延迟小于最大允许网络延迟，该网络控制系统就是稳定的．最后，仿真实验结果验证了所提理论的正确性．     

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.     

多时滞不确定网络控制系统的稳定性分析

针对具有多个独立传感器和执行器的多输入多输出(MIMO)网络控制系统(NCSs),在考虑分布时滞和不确定性的情况下,建立了一类网络控制系统的连续时间模型.利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式(LMIs)方法,分析了系统的稳定性问题,给出了基于LMIs形式与时滞相关的渐近稳定判据.通过该方法,能够分析和判定具有多时滞和不确定性网络控制系统的时滞相关稳定性.与现有的方法相比,该方法给出了保证网络控制系统稳定的更小保守性的最大允许时滞边界(MADB),而且结果更具广泛性和一般性.实例和仿真结果表明该方法保守性较小.     

有网络限制的MIMO网络化控制系统的稳定性 分析与控制器设计

为了解决网络约束的情况下多输入多输出(MIMO)网络化控制系统(networked control systems, NCSs)的镇定分析和控制器设计问题,在有限网络接入通道的条件下,为MIMO网络化控制系统建立一个离散切换时滞模型. 基于所建立的新型切换Lyapunov-Krasovskii方程,提出一个新的线性矩阵不等式的稳定标准;在获得稳定条件的情况下,应用迭代算法设计出静态输出反馈控制器. 数字仿真结果表明了所提出方法的创新性和有效性.     

分布时滞网络控制系统的非脆弱L2-L∞ 控制

为了解决带有分布时滞的不确定网络控制系统中网络通道存在的时延、丢包以及控制器存在参数摄动等问题,提出了具有分布时滞和网络诱导时滞的非脆弱L2-L∞控制器设计方法。通过选取时滞依赖的Lyapunov 函数,构造自由权矩阵进行鲁棒稳定性分析,推导出保证闭环控制系统渐近稳定的L2-L∞性能判据。利用线性矩阵不等式( LMI: Linear Matrix Inequality) 技术将L2-L∞控制器设计问题转化为LMI 的凸优化问题。最后,数值仿真的对比结果验证了所设计的控制器不仅可使开环发散的系统在满足给定的性能指标下闭环渐近稳定,而且与无参数摄动的常规控制器相比,非脆弱控制器的收敛效果更好。     

一种改进的线性网络控制系统的鲁棒稳定性分析

考虑在网络传输延迟和数据丢包二者共同影响下的具有时变结构不确定性的线性网络控制系统的稳定性问题.首先采用模型变化方法,将网络控制系统模型转换为时滞系统模型;然后,通过引入一种新的考虑网络传输延迟下界的Lyapunov泛函,对具有结构不确定性的时变时滞系统的稳定性进行分析,给出了时滞相关的系统镇定的线性矩阵不等式条件.最后通过数值实例证明本文方法与现有方法相比具有更小的保守性.     

一种改进的线性网络控制系统的鲁棒稳定性分析

考虑在网络传输延迟和数据丢包二者共同影响下的具有时变结构不确定性的线性网络控制系统的稳定性问题.首先采用模型变化方法,将网络控制系统模型转换为时滞系统模型;然后,通过引入一种新的考虑网络传输延迟下界的Lyapunov泛函,对具有结构不确定性的时变时滞系统的稳定性进行分析,给出了时滞相关的系统镇定的线性矩阵不等式条件.最后通过数值实例证明本文方法与现有方法相比具有更小的保守性.     

无线网络流体流模型的Hopf分岔的控制

针对无线网络拥塞控制系统中流体流模型的Hopf分岔的问题,进行了3种控制方法的对比实验.通过选择通信时滞作为分岔参数,验证了此模型分别在加入3种控制器(时延反馈控制器DFC、混合控制器HBC和状态反馈控制器SFC)后,均增加了分岔参数的临界值,扩大了稳定性区域,使系统的Hopf分岔延迟.数值仿真结果表明上述3种控制器在延迟无线网络Hopf分岔的性能上有所差异,状态反馈控制器控制效果最好,混合控制器其次.     

带有输入时滞的Timoshenko梁系统的控制器设计与稳定性分析

为了研究输入时滞对Timoshenko梁系统稳定性的影响,镇定边界具有输入时滞和载荷的Timoshenko梁系统,利用Backstepping方法,设计了一种新的控制器来补偿输入时滞带来的影响,从而得到一个稳定的闭环系统。首先,给出一个与原时滞系统等价的无时滞系统;然后,构造一个Backstepping线性变换,并证明这个线性变换是有界可逆的;最后,通过这个变换将无时滞系统转化为一个稳定的目标系统,并设计出相应的控制器。结果表明,此无时滞系统与目标系统是等价的,其反馈控制律可以镇定原来的时滞系统。研究方法解决了输入时滞对弹性系统的负面影响,丰富了分布参数控制系统的控制器设计方法及其稳定性理论,在工程实践中具有一定的借鉴意义。     

带传输时滞的双率网络控制系统的指数镇定

为研究一类带有传输时滞的双率网络控制系统的镇定性问题,文章提出一个周期切换的控制器把系统建模为一个切换控制系统,最后给出该切换系统的指数稳定性的充分条件,控制器设计可以通过求解该组线性矩阵不等式得到.     

具有时变时延网络控制系统的H_∞控制器设计

在考虑含有外界噪声输入的情况下,研究了一类具有时滞网络控制系统的H∞控制问题。在网络环境中,将含时变时延的网络控制系统建模成一类受时变参数影响的闭环离散时间系统,基于Lyapunov理论和线形矩阵不等式(LMI)方法,提出了此类系统H∞控制器的设计方法。该H∞控制器能有效地提高网络控制系统的鲁棒性,并保证系统渐进稳定。通过仿真方法证明了该方法的有效性。     

变时滞网络控制系统的时滞独立稳定性研究

本文对网络控制系统中一类特殊的变时滞系统的稳定性进行详细的研究与分析;推导出当时滞系统相应的无时滞系统具有实值对称Jacobian矩阵时,时滞系统渐近稳定当且仅当其相应的无时滞系统渐近稳定;最后,通过应用举例和实验仿真验证了关于网络控制系统时滞独立稳定性分析的正确性。     

长时滞网络控制系统的随机稳定性研究

对网络控制系统中的短时滞、长时滞、均方指数稳定和随机稳定作了定义，完善了长时滞网络控制系统的数学模型，设计了长时滞网络控制系统在状态反馈下的随机最优控制器，并证明了该最优控制律可使网络控制系统均方指数稳定和随机稳定．最后以不稳定的倒立摆为对象进行了仿真研究．仿真结果表明了本文方法的正确性和有效性．     

有随机增益不确定性的网络化时滞系统非脆弱镇定（英文）

研究了带有输入时滞和随机发生的增益不确定性的网络化控制系统的非脆弱镇定问题.目标是设计一个非脆弱的静态输出反馈控制器,使得闭环系统在有输入时滞和增益不确定情况下保持均方渐近稳定.为了更好地反映网络诱导现象的随机特性,引入了服从一定概率分布的二进制切换序列描述控制器在实现过程中随机发生的增益浮动.然后利用随机稳定性理论和新的矩阵不等式界定方法得到了控制器存在的充分条件.据此,控制器增益矩阵可通过给出的锥补线性化算法求解.最后提供了一个数值例子验证了方法的有效性和优越性.     

混合时变时滞多机系统气门开度的模糊H_∞控制器设计

研究了带有混合时变时滞的多机电力系统的气门开度模糊H_∞控制器设计问题,混合时变时滞包括区间时滞、中立型时滞和分布时滞,通过建立模糊模型并设计系统的模糊控制器,基于线性矩阵不等式(LMIs)给出了系统满足H_∞性能指标的稳定性条件.同时,将结论推广到时滞的不同情况,包括带有快时变分布时滞(即分布时滞的导数大于1)的H_∞稳定条件,所得结果减少了保守性.最后,针对三机无穷大母线的气门开度控制系统建立模糊H_∞控制器,验证了所提出方法的有效性.     

一种基于数字控制的一阶时滞不稳定系统P和PI控制器设计方法（英文）

在实际应用中,许多动力系统都可以以一阶时滞不稳定传递函数进行建模.但是,无穷维及系统不稳定等因素的存在使得这类系统的控制分析与综合具有很大挑战.考虑一阶时滞不稳定系统的控制问题,基于数字化的开环控制系统,对比例(P)控制器和比例积分(PI)控制器分别提出了明确的优化公式.同时,针对具有时滞的反馈系统,讨论了控制器的稳定范围.与现有的结果相比较,该数字控制方法简化了控制器的优化过程,且证明了稳定范围的充分性及精确性.最后,通过一个数值实例及与已有结果作比较验证该算法的可靠性及有效性.     

分数阶时滞统一混沌系统反馈控制器设计及稳定性分析

本文针对分数阶时滞统一混沌系统设计了一种时滞相关的反馈控制器。首先通过响应-驱动同步法求得两混沌系统的误差系统,根据误差系统设计了由非时滞误差项和时滞误差项组成的状态反馈控制器。然后,针对带有控制器的误差系统,利用Nyquist稳定判据证明了它线性部分的稳定性。在此基础上又利用Lyapunov函数法对整个误差控制系统的稳定性进行了证明。最后仿真验证了控制器的有效性,并得出反馈系数对系统暂态性能影响的规律。     

一类非线性网络控制系统的鲁棒镇定问题

研究了一类带有不确定的非线性网络控制系统(NCSs)的鲁棒镇定问题。在非线性NCSs中,被控对象被表示为一个带有不确定的Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型。利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法和时滞输入方法,针对不确定非线性NCSs,给出了一个基于线性矩阵不等式(LMIs)形式的网络控制器设计方法。     

一类网络控制系统稳定的切换法

研究了一类网络控制系统的稳定问题.其中,网络控制系统(NCSs)被模型化为一个包含有稳定子系统和不稳定子系统的时滞切换系统.利用分段Lyapunov泛函方法和平均驻留时间方法,得到了使闭环系统指数稳定的充分条件.