具有量化误差的网络控制系统的鲁棒完整性设计

针对具有时变时延和丢包的不确定网络控制系统,以对数量化器的形式考虑量化误差的影响,基于状态多时延模型,通过构造时滞依赖且量化误差依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,给出闭环系统在执行器发生失效故障时系统具有鲁棒完整性的判决准则,并通过适当的变换以求解线性矩阵不等式的方法给出控制器的设计方法.最后以仿真算例...     

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.     

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.     

网络化控制系统鲁棒 H ∞ 保性能控制研究

针对一类含有不确定参数被控对象的网络化控制系统(NCS),研究了网络中存在时延与丢包情况下的鲁棒H∞保性能控制问题.通过Lyapunov-Krasovskii泛函和Jensen不等式,推导出闭环NCS鲁棒渐近稳定的充分条件.与已有文献相比,该充分条件可以转换为具有较少决策变量的LMI形式.给出了NCS鲁棒H∞保性能控制律的优化设计算法.最后通过数值实例验证了算法的有效性.     

具有快变时延的网络化控制系统完整性设计

针对一类具有时变时延和丢包的网络化控制系统,研究执行器或传感器失效时系统的完整性设计问题.将丢包当作一种特殊时延,考虑综合时延的快变性,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,给出使闭环系统对执行器或传感器失效故障具有完整性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.以一个仿真算例验证了该方法的可行性和有效性.     

动态输出反馈的少保守性NCS鲁棒容错控制

针对一类具有时变时延和丢包的参数不确定网络化控制系统,采用动态输出反馈策略,在未对系统模型进行增广重建的情形下,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,推出了确保闭环系统在执行器失效情况下具有鲁棒完整性的时滞相关充分条件,进而借助于矩阵分离引理,求解线性矩阵不等式的方式,并给出了控制器的设计方法.由于...     

具有时变时延的不确定非线性系统的跟踪控制

针对一类具有时变时延的不确定非线性系统的跟踪控制问题,利用扩张状态观测器估计系统中具有时变时延的未知项。对于在反推技术中出现虚拟控制的导数,采用非线性跟踪微分器对其进行跟踪,设计实际控制器以使闭环系统中的状态及部分跟踪信号收敛于原点邻域。仿真结果验证了该方法的可行性。     

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.     

基于状态观测器的NNCS H_∞完整性设计

针对一类具有时延及丢包的非线性网络化控制系统,当存在有限能量扰动时,在状态无法直接测量和执行器失效故障情形下,基于全维状态观测器和状态反馈控制策略,研究了NCS的H∞完整性设计问题。首先,基于T-S模糊模型,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了使系统具有H∞完整性的时滞依赖充分条件;进一步,又利用矩阵分离技术以求解线性矩阵不等式的形式得到了状态观测器和控制器增益的求解方法。推证过程对时延采用了分段处理,使结果具有较少保守性。最后以仿真示例验证了所述方法的有效性和可行性。     

具有时变时延的不确定非线性系统的跟踪控制

针对一类具有时变时延的不确定非线性系统的跟踪控制问题,利用扩张状态观测器估计系统中具有时变时延的未知项。对于在反推技术中出现虚拟控制的导数,采用非线性跟踪微分器对其进行跟踪,设计实际控制器以使闭环系统中的状态及部分跟踪信号收敛于原点邻域。仿真结果验证了该方法的可行性。     

具有α-稳定的网络化控制系统容错设计

针对具有时变时延和丢包的网络化控制系统,研究了系统在闭环极点具有α-稳定条件约束下,执行器或传感器发生失效故障时的容错设计问题.文中将丢包当作一种特殊时延,综合考虑时延上、下界及时延变化率,通过构造适当的时滞依赖Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出网络化控制系统具有α-稳定容错能力的判别准则,并以求解LM...     

一种少保守性网络化控制系统的H_∞完整性设计

针对一类具有时变时延和丢包的网络化控制系统,考虑外界有限能量扰动的影响,基于一种状态多时延模型,以时滞依赖的方法,推证出确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有H∞完整性的判据,并以求解线性或非线性矩阵不等式的方式,给出H∞容错控制器的设计方法.最后以一仿真算例验证该方法的有效性.结果表明:由于模型中考虑了时延下界,且证明过程未进行模型转换和交叉项放大处理,其结果具有较少保守性.     

网络控制系统的故障检测

针对一类同时存在时变时延与随机丢包的网络控制系统,研究了系统的鲁棒故障检测问题。考虑传感器与控制器之间、控制器与执行器之间的随机丢包与时变时延的现象,首先将时变时延对系统的影响转化为未知有界条件下的不确定项,再将随机丢包用满足Bernoulli分布的二进制序列来描述,并设计了系统的鲁棒 故障观测器,给出了基于观测器闭环系统渐近稳定的充分条件。最后,通过仿真验证了该方法的有效性。     

网络遥操作非线性离散系统的预估计算法

提出一种具有自适应功能的预估计算法来降低时延和丢包对网络遥操作系统性能的影响,本算法利用采样时间、时延时间和数据通过网络传输后变化的规律建立,分析并给出了这种非线性离散系统的稳定性条件．通过仿真实验,验证了该方法能有效地降低时变时延和丢包的影响,也减少了此类问题对系统数据的影响,同时提高了系统的透明度．     

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.     

一类带有马尔科夫丢包的非线性网络控制系统的镇定

研究了一类非线性网络控制系统(NCS)的镇定问题.通过采用丢包依赖的Lyapunov函数方法,得到带有马尔科夫丢包的非线性NCS的稳定性定理,并以线性矩阵不等式(LMIs)的形式给出镇定模糊控制器的设计方法.     

基于T-S模糊模型的非线性NCS执行器完整性设计

针对一类非线性网络化控制系统,同时考虑时延和丢包的影响,基于T-S模糊模型,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出在执行器发生失效故障的情况下,系统具有完整性的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式的方式给出容错控制器的设计方法.由于考虑了时延下界,证明中未进行模型变换,借助适当的积分不等式所引入的自由权矩阵确保对积分项不进行放大或忽略,使结果具有较少保守性.     

基于事件预测的遥操作机器人系统的性能分析

Internet的时变时延及数据丢包严重影响了互联网遥操作机器人系统的操作性能,甚至造成了系统不稳定.为降低时变时延对遥操作机器人系统性能的影响,文中基于具可变滑动窗口的稀疏多元线性回归算法提出了单步时延预测算法,并在此基础上设计了基于事件预测的网络遥操作机器人系统.该系统在主端加入基于时延预测的离散路径管理器,它通过求解超前的优化函数,在线产生一个合适的预测路径的事件参数,从而提高跟踪性能和环境适应能力以应付突发事件的发生.根据Lyapunov稳定性定理,文中还推导得到了该系统的稳定性条件.本地实验和跨地区的遥操作机器人实验结果表明,文中方法能有效解决时变时延以及网络数据丢包引起的稳定性问题和性能下降问题.     

离散事件触发通讯下不确定NCS的α-稳定鲁棒容错设计

基于离散事件触发通讯机制,考虑执行器失效故障及饱和约束,研究时变时延网络化控制系统(NCS)具有α-稳定的鲁棒容错设计问题.针对具有参数不确定性的线性受控对象,采用状态反馈控制策略,建立一个涵盖执行器故障与饱和约束、网络时延、事件触发通讯约束的闭环故障NCS模型,基于Lyapunov稳定性理论、容错吸引域定义及改进的Jessen不等式推证出使闭环故障NCS具有α-稳定的时滞/事件共同依赖的不变集充分条件,并给出NCS鲁棒容错控制器与通讯触发参数协同设计的方法.以仿真算例验证文中所述方法可使闭环故障系统具有α-稳定性,进而揭示系统动态性能与数据传输量之间的定性关系.     

网络化遥操作系统的全状态时变约束控制研究

本文针对全状态时变约束下的遥操作系统,在系统不确定和非对称时变时滞下研究了主-从系统之间的同步控制问题.为提高主-从系统同步精度,避免因系统状态突然增大导致的碰撞问题,本文创新性地将系统的全状态时变约束问题转化为系统的稳定性问题.同时,针对主-从系统之间的不对称时变时延,通过引入新的非线性观测器来保证闭环遥操作系统的稳...