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。     

切换离散线性奇异系统的观测器设计

目的 研究切换离散线性奇异系统的状态观测器设计问题.方法 利用共同Lyapunov函数方法.结果 与结论 给出了一个在任意切换律下是渐近稳定的充分条件和一类共同Lyapunov函数, 并在所有子系统均能检测且因果能观的条件下,给出了切换离散线性奇异系统存在奇异状态观测器和正常降维状态观测器的充分条件和设计算法.最后以一个数值例子说明了该方法的有效性.     

不稳定子系统组成的离散时间切换系统区间观测器设计

目的 研究离散时间切换系统区间观测器的设计,实现所有子系统不稳定的离散时间切换系统状态估计,解决电主轴等复杂系统的状态监测.方法 针对不稳定子系统组成的离散时间切换系统设计区间观测器,通过构造一类递减Lyapunov函数,利用驻留时间方法给出误差系统的指数稳定条件.结果 在数值仿真中,所有子系统的状态不稳定,采用切换策...     

一类不确定离散切换模糊时滞系统的鲁棒输出反馈控制

针对状态不可观测的情况,重构系统状态,提出了一类不确定离散切换模糊时滞系统的鲁棒镇定问题.考虑每个切换子系统都是模糊系统的切换系统模型,利用切换技术,对于系统状态采用多Lyapunov函数方法,对于观测器误差采用共同Lyapunov函数方法,给出了切换律设计.利用平行分布补偿算法(PDC),给出了基于观测器的切换模糊反馈控制器设计,使得闭环系统对所有允许的不确定性,在所设计的反馈控制器和切换律下具有鲁棒性.最后通过数值仿真例子验证了该设计方法的有效性和可行性.     

具有长时延和异步时钟的网络控制系统的故障检测

针对一类同时存在长时延和异步采样时钟的网络控制系统,假定其可能发生的故障,设计了系统的具有时延补偿功能的鲁棒H∞状态观测器,对其进行故障检测.当系统正常时,将观测器系统建模为一类具有不确定性的离散线性切换系统,基于该模型,利用线性矩阵不等式(LMIs)方法给出了系统鲁棒稳定性条件和H∞性能指标的求解方法;当系统发生故障时,观测器残差能够迅速发生跳变,从而检测出故障的发生.仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

异步切换与随机时延影响的切换系统网络化控制

研究一类切换时刻与采样时刻不匹配的离散时间切换系统的网络化异步切换控制问题。同时考虑异步切换和随机网络诱导时延,将离散网络化切换控制系统建模为一带有Bernoulli随机变量的多切换时滞系统。利用分段Lyapunov函数和平均驻留时间方法,给出保证闭环系统指数稳定性的充分条件,并提出一种网络化异步切换控制器的设计方法。最后通过仿真实例验证所提方法的有效性。     

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。     

基于切换表面状态划分的倒立摆模型验证

针对仿真对不存在或难以寻找的问题,利用商迁移系统,给出了混合系统的验证过程。结合倒立摆模型给出的只对状态空间切换表面进行离散化的空间划分方法,相对于常规验证所采用的离散整个连续状态空间的方法,降低了系统分析的维数。提出将阈值切换切分为两类,明确了切换面的划分方式。     

切换线性广义系统的指数容许性与镇定性

研究了切换线性广义系统的指数容许性与镇定性问题.应用共同Lyapunov函数法,对子系统为连续广义系统或离散广义系统的切换系统分别给出了在任意切换律下是指数容许的充分条件及相应的共同Lyapunov函数;通过设计状态反馈增益矩阵,给出了能够保证闭环系统在任意切换律下是指数容许的镇定控制器.最后,两个数值例子说明了结论的有效性.     

切换广义被控对象网络控制系统状态反馈镇定

针对切换广义被控对象的网络控制系统,根据网络的时延特性,结合被控对象为广义切换系统的特点,在传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动,网络诱导时延小于一个采样周期时进行系统建模,然后通过构造李雅普诺夫函数和多李雅普诺夫函数的方法研究了系统的稳定性,并设计了保证时延切换广义网络控制系统渐近稳定的鲁棒状态反馈控制器.     

一类线性切换系统基于带有时滞观测器的输出反馈镇定

针对许多实际切换系统状态不可测或不能完全可测的特点,从观测器设计的角度重新考虑了线性切换系统的带有时滞的输出反馈镇定问题.就控制器既含切换时滞也有状态延时的情况进行了讨论,得到了系统可镇定的充分条件.     

一类时滞中立型切换系统的反馈镇定

分析了一类时滞中立型切换系统的反馈镇定问题,基于无记忆状态反馈控制器,由Lyapunov稳定性理论,以线性矩阵不等式的形式给出了系统渐稳的条件和切换律的设计方案.     

Robust Stabilization of Delayed Systems with Rank-1 Type Uncertainties

This paper deals with the problem of robust stabilizationfor the systems with rank-1 type uncertainties and mul-tiple state delay.Firstly,a new delay-dependent crite-ria is presented for unforced normal delayed system to bestable.Based on the obtained criteria,a new LMI ap-proach is developed for robust stabilization of a class ofuncertain delay systems via linear memoryless state feed-back control law.The results depend on the size of thedelays and are given in terms of linear matrix inequali-ties.And so no tuning procedure for scalars and/or ma-trices is required and the results are less conservativethan those of delay-independent.Finally,an illustra-tive example is presented.     

一类不确定线性切换系统的鲁棒镇定

研究了一类不确定线性切换系统基于状态反馈的鲁棒镇定问题.此类切换系统不仅具有未知时变但有界的结构不确定性,还具有不满足匹配条件的外部扰动.首先利用完备性条件与共同李亚谱诺夫函数方法,在各子系统不需满足镇定的条件下,设计了切换系统的状态反馈鲁棒控制器及相应的切换策略,使不确定线性切换系统的状态在其平衡点处渐近稳定,得到了切换系统可状态反馈镇定的充分条件;然后基于凸组合技术与线性矩阵不等式方法,将所得结果用易于求解的线性矩阵不等式的形式表出;最后通过仿真例子表明所设计的状态反馈控制器在给定的切换策略下,可使不确定切换系统的状态达到渐近稳定.     

一类带有扰动的不确定切换系统的鲁棒镇定

研究了一类带有非线性扰动的不确定切换系统的鲁棒镇定问题．利用完备性条件，得到了不确定切换系统渐近稳定的一个充分条件．基于LMI方法，设计出鲁棒状态反馈控制器及相应的切换策略，使得闭环系统在其平衡点处是渐近稳定的．     

Stabilization of linear systems with distributed input delay using reduction transformation

We propose a new stabilization method for linear systems with distributed input delay via reduction transformation and Riccati equation approach.In the presented stabilization scheme,the gain matrix of controller is constructed by the well-known linear control technique for delay-free systems.The transformation kernel matrix can be determined by solving the non-symmetric matrix Riccati equation backward with the boundary condition.When point delay systems are considered,it will be shown that the proposed control law degenerates to the standard one for input delay systems.     

具有时变时滞不确定切换系统的鲁棒镇定(英文)

研究同时具有时滞和不确定性的一类切换系统的鲁棒镇定问题,控制器的设计采用无记忆状态反馈的形式,所设计的控制器能够保证切换系统在任意切换下都是鲁棒渐近稳定的。通过引入自由权矩阵,降低了结果的保守性,通过构造李亚普诺夫-克拉索夫斯基函数,得到了系统在任意切换下鲁棒镇定的充分条件,该条件可通过变量变换化成线性矩阵不等式的形式而得到其可行解。     

具有状态滞后和参数不确定性的线性奇异系统的鲁棒镇定

研究了一类具有状态滞后和参数不确定性的线性奇异系统的鲁棒稳定性和鲁棒镇定问题 ,基于广义二次稳定及广义二次镇定的概念 ,以线性矩阵不等式 (LMI)的形式给出了保证系统鲁棒稳定和可稳的充分性条件 ,并给出了鲁棒状态反馈控制律 .最后给出一个具体算例说明本文方法的有效性 .     

一类不确定中立时滞系统的时滞相关鲁棒镇定控制器设计

研究了一类线性参数不确定中立时滞系统的鲁棒镇定问题。首先对标称系统建立了一个时滞依赖型稳定准则;然后,基于LMI正定解的存在性,给出了此类中立系统通过无记忆状态反馈控制器鲁棒可镇定的充分条件及鲁棒控制器设计方案;最后的数值例子说明了所得结论是有效的。