具有非线性摄动网络控制系统的量化控制设计

针对具有网络诱导时延及数据包丢失的非线性摄动网络控制系统,考虑系统存在量化误差及非线性摄动等干扰,建立具有一般性的网络控制系统新模型.基于李雅普诺夫稳定性原理和线性矩阵不等式方法,提出网络控制系统渐进稳定的充分条件和量化反馈控制器设计方法.通过求解凸优化问题获得具有非线性摄动网络控制系统的最大允许时滞界.最后,仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

具有数据丢失的网络控制系统的建模与控制

研究了具有数据丢失的网络控制系统的建模与控制问题．用两种方法将网络控制系统建模成随机系统,并给出了使网络控制系统均方渐近稳定的充分条件．利用线性矩阵不等式设计了相应的状态反馈控制器和输出反馈控制器．     

有时延和数据包丢失的网络控制系统故障检测

针对同时存在网络时延和数据包丢失情况下的网络控制系统（NCS）,研究了基于观测器的故障检测问题。对网络诱导时延大于一个采样周期的NCS,构建了增广系统模型。对于已知的数据包丢失率,在数据包正常传输和丢包发生的情况下分别设计了故障观测器,将观测器误差系统视为具有两事件率约束的异步动态系统（ADS）,利用ADS理论给出了系统稳定的充分条件,基于矩阵不等式优化理论给出了故障观测器的设计方法。通过计算实际系统和故障观测器输出之间的残差,实现了NCS的故障检测。仿真算例验证了所提出方法的有效性。     

基于时滞补偿观测器的网络化控制系统故障检测

针对一类具有不确定传输时滞的网络化控制系统,基于时滞补偿观测器研究了系统的故障检测问题.在传统的基于观测器的故障检测系统的基础上,根据时滞补偿的思想设计了一种新型的状态观测器,并引入故障的参考模型,得到广义残差系统;利用H∞控制理论,提出了基于H∞滤波器的故障检测方法,并借助线性矩阵不等式(LMI)方法给出了观测器增益矩阵和后滤波器矩阵的解.通过仿真验证了该方法的可行性和优越性.     

具有随机通讯时延的网络化系统的鲁棒故障检测

研究了一类具有随机通讯时延的不确定网络化系统的鲁棒故障检测问题.随机通讯时延用满足Bernoulli随机二进制分布变量的线性函数来描述.设计一个故障检测滤波器,使残差误差系统均方指数稳定且具有一定的扰动衰减水平.应用线性矩阵不等式方法证明故障检测滤波器存在条件,举例说明该方法的有效性.     

变采样周期网络控制系统的量化状态反馈控制

研究了一类具有变采样周期的网络控制系统的量化状态反馈控制问题.将从传感器到控制器的随机时延作为系统的时变采样周期,通过将具有时变采样周期、随机时延和量化器的网络控制系统建模为M arkov跳变系统,利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法给出了系统指数均方稳定的充分条件,并设计了一种量化状态反馈控制器.通过仿真算例说明了所提方法的有效性.     

一类具有未知干扰的Markov跳变系统故障检测

针对一类具有未知扰动的Markov跳变系统的故障检测问题，设计出了系统的优化故障检测观测器．通过对系统进行重构，获取了包括未知扰动、建模误差等未知输入信号和故障信号的残差动态特性，分别选取残差的扰动信号和故障信号的能量范数指标来体现其对扰动的抑制作用和对故障的灵敏性，并将故障检测观测器的设计描述为一个优化问题．利用构造的Lyapunov函数和线性矩阵不等式，证明并给出了故障检测观测器有解的充分条件，提出了优化设计方法．所设计的观测器使系统具有随机稳定性，抑制干扰能力强，满足所给的范数指标．仿真算例结果表明，在故障发生时，优化观测器可以很灵敏地检测出故障，并能将未知扰动对残差的影响有效地抑制在给定的范围内。     

一类网络化随机控制系统的均方BIBO稳定

研究了一类包含网络诱导时滞、数据丢包和错序以及外界环境的随机扰动等非理想因素网络模型的均方BI-BO稳定问题。结合线性矩阵不等式技术,建立合适的Lyapunov泛函,以线性矩阵不等式的形式给出系统的均方BIBO稳定条件。     

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.     

带有时延和丢包的分布式网络化控制系统故障检测方法

针对带有带宽约束的分布式网络化控制系统,研究了双层监控系统框架下的带有时延和丢包的子系统故障检测方法.针对带有状态时延、输入与输出存在丢包的子系统,将其建模为带有时延的马尔可夫跳跃系统,将故障检测的任务转化为选择适当的滤波器参数,保证扩展系统渐近稳定并满足一定的鲁棒性要求,根据滤波器参数获得系统的残差用于判断故障是否发...     

多包传输网络控制系统的稳定性

研究多包传输网络控制系统的指数稳定性和控制器设计问题。将有时延和数据包丢失、有时延和无数据包丢失、无时延和有数据包丢失、无时延和无数据包丢失等情形的多包传输的状态反馈网络控制系统建模为有事件率约束的异步动态系统。基于异步动态系统理论．Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式方法,提出多包传输状态反馈网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计。数值算例说明指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计方法是可行的。     

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．     

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...     

传输时延和数据包丢失的网络化系统预测控制

针对具有传输时延和数据包丢失的网络化系统研究了有约束模型预测控制问题。考虑网络控制系统中同时存在时延和丢包的情况,给定时延和丢包的上界值,用预测控制器产生的对应时刻的控制输入补偿网络时延和数据包丢失,通过建立时延状态矩阵将系统模型进行分类并视为切换系统,并通过构造切换Lyapunov函数证明了切换系统的稳定性。为了在提高系统性能的基础上减少计算量,利用部分滚动优化方法进行控制器设计,给出了性能指标的上界和系统渐进稳定的充分条件,通过在线求解LMI问题得到状态反馈控制律。仿真研究验证了该方法的有效性。     

具有通信约束的网络控制系统稳定性研究

针对网络带宽的限制,在网络控制系统中需要采用多包传输．为了避免这些网络包发生时序错乱,每次只传输控制对象测量值分出的多个数据包中的一个,从而将这类网络控制系统建模为异步动态系统．多包传输网络控制系统中同样存在大的网络延时,这必将影响系统的控制性能,甚至使系统失稳．为了保证这类系统的稳定性,借助异步动态系统的Lyapunov稳定理论,给出了多包传输长时延网络控制系统的Lyapunov稳定条件．仿真实验结果表明了该方法的有效性．     

输出反馈网络控制系统的随机时滞补偿

针对一类具有随机长时滞特性,且反馈状态不完全物理可测的网络控制系统,提出了一种时滞补偿策略.首先通过状态观测器估计系统的全部状态,然后基于对象模型计算系统在未来多个采样时刻的控制量,执行器节点根据当前网络延时选取相应的控制量,以实现对时滞控制量的补偿.分析了该补偿方法对控制系统稳定性的影响,得出了保证系统稳定的充分条件.通过倒立摆系统的数值仿真,证实该方法是正确和有效的.     

存在随机延时的网络控制系统的性能分析

针对网络控制系统中普遍存在的网络延时问题,利用根轨迹法对前向通道和反馈通道同时存在随机网络延时的网络控制系统进行研究,通过仿真分析随机延时对网络控制系统稳定性和控制性能的影响,并采用NetCon控制器与液位控制系统实验装置组成一个网络控制系统,针对不同的随机网络延时对控制系统性能的影响进行实验研究.研究结果表明:系统在较小的延时下仍能保持一定的稳定,随着延时的增大,系统的控制精度有所降低;而较大的随机延时不但降低系统的总体快速性,同时,使系统的稳定性和控制精度明显降低,而当随机延时大到一定程度时,系统的稳定性难以保证.