不确定时延广义网络控制系统的保性能控制

研究了正则且无脉冲的广义网络控制系统的保性能控制问题.针对传感器是时钟驱动,控制器和执行器是事件驱动,且网络的不确定时延小于一个采样周期的广义网络控制系统,利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式,推导出系统状态反馈保性能控制律存在的充分条件,并给出了设计方法.最后通过数值仿真,给出了含有不确定性时延的广义网络控制系统的状态反馈保性能控制律,说明了该方法的有效性.     

带误差补偿的GPC对网络控制系统时延的解决

针对网络控制系统(NCS)具有不确定时延的特性，提出了将广义预测控制(GPC)应用于网络控制系统的思想。为了克服模型失配和系统不确定性的影响，基于BP神经网络建立一个误差的预测模型，用误差预测值对输出预测值进行补偿，构成新型的广义预测控制算法，并采用了平滑滤波的加权输入控制律。在网络控制系统中，测试了网络数据传输的随机延迟时间特性，比较了GPC和具有BP网络预测误差补偿的GPC两种控制方法，验证了具有BP网络预测误差补偿的GPC在模型失配时的更好的控制性能。     

双通道受周期性DoS攻击下的NCSs事件触发控制

本文针对双通道(传感器-控制器通道、控制器-执行器通道)受到已知周期性拒绝服务(DoS)攻击的网络控制系统,设计了一种基于观测器的具有弹性事件触发策略的控制器。使用切换系统的方法,将受到周期性DoS攻击的网络控制系统分为DoS攻击休眠子系统和DoS攻击活跃子系统,在周期性DoS攻击活跃期,采用保持输入补偿策略以避免DoS攻击对传输数据的影响。通过引入两个辅助函数得到闭环增广系统,基于系统全局指数稳定的充分条件,通过给定的周期性DoS攻击参数,设计系统的状态观测器和事件触发控制器。仿真结果表明,所设计的控制器在保证系统稳定的同时,还能减少不必要的数据传输。     

一类模糊不确定网络控制系统的保性能控制

针对网络控制系统中存在数据传输时延,以及由被控对象和控制器之间的不同步给系统所带来的稳定性问题,提出了鲁棒H∞保性能控制器的设计方案.将时延的不确定性转换为系数矩阵的不确定性,在此模型基础上利用并行分配补偿,并根据H∞鲁棒控制理论及线性矩阵不等式(LMI)方法,获得了网络控制系统的全局渐近稳定性及H∞控制律存在的充分条件,同时提出了网络控制系统鲁棒H∞保性能控制器的设计方法,仿真说明该方法的可行性和有效性.     

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.     

短时延非线性网络控制系统PD型迭代跟踪控制

研究了一类短时延非线性网络控制系统PD型迭代学习跟踪控制问题.依据泛数理论,详细推导了当不存在初始误差时该系统对期望信号的跟踪控制过程,得到其收敛的充分条件,为网络环境下的非线性系统提供了一种新的控制策略.最后,通过示例仿真分析证实了本文所提理论的有效性,以及收敛判据的可行性.     

具有丢包的网络控制系统可靠保性能鲁棒控制

研究了具有丢包的网络控制系统可靠保性能鲁棒控制问题。在考虑网络数据传输发生丢包和执行器故障的情况下,将网络控制系统建模成不确定切换系统,利用线性矩阵不等式,给出了该系统在一定数据丢包率影响下具有可靠保性能、鲁棒状态反馈控制器存在的充分条件和设计方法。最后给出了一个具体的数值事例。     

长时延和丢包的网络控制系统保性能控制

为了研究具有长时延和丢包的网络控制系统保性能控制问题,假设传感器由时钟驱动,控制器和执行器由事件驱动,网络时延在两个采样周期之间,丢包具有马尔科夫跳变特性,利用状态增广的方法,把具有长时延和丢包的网络控制系统建模为具有两种运行模式的离散时间马尔可夫跳变系统,把网络时延转化为系统参数矩阵的不确定性.在此基础上,利用马尔可夫线性跳变系统理论和线性矩阵不等式方法,推导出使网络控制系统随机稳定的保性能控制律存在的充分条件,并给出了设计方法.数例仿真说明了所用方法的有效性.     

长时延和丢包的网络控制系统保性能控制

为了研究具有长时延和丢包的网络控制系统保性能控制问题,假设传感器由时钟驱动,控制器和执行器由事件驱动,网络时延在两个采样周期之间,丢包具有马尔科夫跳变特性,利用状态增广的方法,把具有长时延和丢包的网络控制系统建模为具有两种运行模式的离散时间马尔可夫跳变系统,把网络时延转化为系统参数矩阵的不确定性.在此基础上,利用马尔可夫线性跳变系统理论和线性矩阵不等式方法,推导出使网络控制系统随机稳定的保性能控制律存在的充分条件,并给出了设计方法.数例仿真说明了所用方法的有效性.     

不确定网络控制系统的保性能可靠控制

针对网络传输过程中存在时延、丢包和错序等非理想网络状况的网络控制系统模型,研究了系统的鲁棒稳定性控制问题,基于Lyapunov稳定性理论,得到了状态反馈形式的鲁棒控制律.并且针对执行器可能发生故障的情况,通过引入故障矩阵,研究了系统的保性能可靠控制.利用线性矩阵不等式(LMI)方法和锥补线性化迭代(CCL)算法,将非凸优化问题转化为凸优化问题,求得一组性能指标上界的次优解.最后通过MATLAB数值仿真实例,验证了文中所用方法的正确性和有效性.     

DoS攻击下信息物理系统事件触发保性能控制

针对信息物理系统的安全控制问题,提出拒绝服务攻击下基于事件触发的保性能控制方法.首先,考虑到拒绝服务攻击行为的随机特性,将拒绝服务攻击描述为具有固定丢包数的伯努利随机分布过程;其次,为了降低网络通信负担,采用离散事件触发通信机制对传感器的量测信息进行传输;随后,根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法给出拒绝服务攻击下系统稳定的充分条件,进而在给定的保性能水平下设计了基于事件触发机制的保性能控制器;最后,通过仿真实例验证了所提出控制方法的正确性和有效性.     

基于观测器的长时延网络控制系统设计

该文针对存在时变有界长时延的网络控制系统，讨论了具有时延补偿功能的状态观测器以及状态反馈控制器的设计方法。状态观测器根据控制器接收数据包的情况在开环预测和闭环预测两种模式之间切换，以补偿时延的影响。控制器的输入采用观测器的预测状态，从而将系统建模为一类具有多个子系统的离散切换系统。在此基础上，给出了状态观测器与控制器协同设计的方法。仿真结果表明：该文提出的设计方法能够比未采用补偿策略的方法取得更好的控制性能。     

基于观测器的时延网络控制系统稳定性

针对一类传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动的确定短时延网络控制系统,设计了一个状态观测器.将该网络控制系统离散化,并在此观测器的基础上给出了系统的离散模型和判定渐近稳定的方法.通过建立一个Lyapunov函数并采用线性矩阵不等式(LMI)的方法获得系统渐近稳定的充分条件.仿真实例验证了该方法的可行性及有效性.     

模糊不确定时滞网络控制系统的保性能H_∞控制

建立了不确定时滞模糊网络化控制系统模型,研究了一类存在不确定参数的网络时滞系统保性能控制问题,基于Lyapunov稳定性理论给出了系统渐稳的充分条件,并把所得结果转化为线性矩阵不等式.     

网络控制系统保性能控制

针对网络控制系统中时延不确定因素,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,网络控制系统对象模型为具有时滞的不确定离散模型.在此模型的基础上,将网络控制系统的保性能控制问题转化为研究时滞的不确定离散系统的鲁棒保性能控制问题.利用Lya-punov理论及线性矩阵不等式(LMI)方法,证明了通过状态反馈控制,使网络控制系统保性能控制的充分条件等价于求解LMI.仿真示例验证了该控制方法的有效性.     

具有区间快变时延的NCS Η_∞完整性设计

针对存在时延和丢包且综合时延具有区间快变特性的网络化控制系统,研究执行器或传感器发生失效时,系统受有限能量外部扰动影响的H∞容错控制问题.将丢包当作一种特殊时延,考虑综合时延快变性和其变化率上界难以确定性,采用状态反馈控制策略,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出闭环系统对执行器或传感器失效故障具有较小保守性的H∞完整性时滞依赖充分条件,并以求解LMIs的方式给出控制器的设计方法.     

一类不确定网络控制系统的有界输入保性能控制

针对一类不确定的网络控制系统,在满足系统一定性能指标的基础上考虑系统中存在的问题及影响系统稳定的各种不确定因素,应用李亚普诺夫稳定性理论,借助线性矩阵不等式,推导出了闭环系统渐近稳定充分条件,提出了针对性的控制策略,并给出了有界输入保性能反馈控制率,优化了系统的性能。     

短时延网络控制系统的状态反馈控制器设计

研究了短时延网络在网络时延、丢包和数据包时序错乱的网络环境下,网络控制系统(NCSs)的建模、稳定性分析、状态反馈增益设计以及控制器参数优化等问题.在稳定性分析中,获得了系统的稳定性充分条件.采用锥互补线性化(CCL)算法求解了镇定控制器的状态反馈增益值.将状态反馈控制器的设计问题转化为具有稳定域约束的优化问题,然后利用分布估计算法(EDA)求出其最优解,最终得到了系统控制参数的优化值.仿真结果表明,所提出的NCSs控制器设计方法可以有效保证控制系统的性能,经过优化后,控制性能得到明显改善.     

一类短时延网络控制系统的建模和控制方法

针对不确定时延网络控制系统,提出一种新的建模方法.设传感器采用时间驱动,执行器与控制器采用事件驱动,传感器的数据采用单包传输,传输时延小于采样周期,将网络控制系统建模为具有不确定性的线性离散系统,证明了其标称系统的可控性.采用Lyapunov方法给出了闭环系统渐近稳定的充分条件,基于矩阵不等式的可行解给出了状态反馈控制律的参数化设计方法.仿真表明该文方法是有效的.     

拒绝服务攻击下多区域互联电力系统负荷频率控制

文章研究拒绝服务攻击(Denial-of-service,DoS)下含有负荷扰动的多区域互联电力系统的负荷频率控制(Load frequency control,LFC)问题.首先,将可再生能源与电动汽车充电系统引入电力系统中,有效补偿负荷扰动对电力系统稳定性的影响.考虑到经通讯网络传输的控制信号易遭受时延和DoS攻击...