NCS的事件触发通讯机制与主被动混合鲁棒容错控制设计

针对具有时变时延的不确定线性网络化控制系统,在离散事件触发通讯机制下,研究了执行器任意失效故障情形下的主被动混合鲁棒容错控制.首先建立基于离散事件触发通讯机制的闭环故障NCS模型,并基于H∞控制思想,设计了鲁棒故障检测观测器;其次通过离线设计的被动鲁棒容错控制器确保系统在已知故障发生时稳定,未知故障发生初期减缓系统性能下降速度;同时利用鲁棒故障检测观测器实时在线检测故障,并重构控制器补偿任意未知故障对系统的影响.最后通过仿真算例验证了文中方法的可行性.     

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.     

离散事件触发NCS的容错与容侵协同设计方法

针对执行器失效故障和网络攻击,在离散事件触发通讯机制(DETCS)下研究了NCS故障容错与攻击容侵的协同设计问题.首先,给出了DETCS下NCS故障容错与攻击容侵的架构,并以此为基础建立了集触发条件、执行器故障与网络攻击于一体的闭环NCS故障/攻击并存模型;其次,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,综合应用时滞系统理论、改进的Wirtinger不等式及互反凸组合引理等,推证出了NCS可容错故障/容侵攻击的完整性充分条件,进而给出了鲁棒H_∞容错/容侵控制器与事件触发矩阵的协同设计方法,达到了容错/容侵控制与网络通讯间的协同设计目标;最后,通过仿真算例验证了所得理论结果的有效性与可行性.     

网络化控制系统的新型事件触发通信与鲁棒广义HdH⑴容错协同设计

针对网络化控制系统（NCS)单纯依赖网络固有资源进行容错控制孤立设计方法的局限性,在分析现有离散事件触发通信机制不足的基础上,提出一种具有动稳过程共同约束的离散事件触发通信机制,并在该通信机制下建立与状态误差相关的闭环故障NCS模型;考虑参数不确定性和外界有限能量扰动的影响,基于Lyapunov稳定性理论与相关技术,给出网络通信触发权矩阵与广义Hz/H指标约束下的满意容错控制器优化求解方法.通过仿真算例,验证新型离散事件触发通信机制的确能在不过分削弱系统性能的前提下,更多地节约网络通信资源,触发参数的选择也与系统性能有对应关系,为工程中选取相关参数提供便利.     

具有α-稳定的不确定非线性NCS鲁棒容错设计

针对一类具有时变时延和丢包的不确定非线性NCS,把丢包当作一种特殊时延,基于状态反馈控制策略,将其建模为具有状态区间时变时延的T-S模糊系统,通过构造适当的时滞依赖Lyapunov-Krasovskii泛函,在执行器发生失效故障情形下推证出了具有α-稳定的不确定非线性NCS鲁棒容错的判决准则,并通过适当的变换以求解LMIs的方式给出控制器的设计方法.由于模型中考虑了时延下界,证明过程中采用改进的Jensen不等式,且未引入自由权矩阵,因此在减少结论保守性的同时降低了计算复杂度.最后以仿真示例验证了所述方法的有效性和可行性.     

网络化控制系统的新型事件触发通信与鲁棒广义H_2/H_∞容错协同设计

针对网络化控制系统(NCS)单纯依赖网络固有资源进行容错控制孤立设计方法的局限性,在分析现有离散事件触发通信机制不足的基础上,提出一种具有动稳过程共同约束的离散事件触发通信机制,并在该通信机制下建立与状态误差相关的闭环故障NCS模型;考虑参数不确定性和外界有限能量扰动的影响,基于Lyapunov稳定性理论与相关技术,给出网络通信触发权矩阵与广义H_2/H_∞指标约束下的满意容错控制器优化求解方法.通过仿真算例,验证新型离散事件触发通信机制的确能在不过分削弱系统性能的前提下,更多地节约网络通信资源,触发参数的选择也与系统性能有对应关系,为工程中选取相关参数提供便利.     

具有零增益约束鲁棒反馈控制器设计方法

对线性多变量控制系统反馈矩阵增益约束元的选择问题,给出了一种鲁棒反馈矩阵零增益约束元选择的设计方法．该方法基于特征结构关于反馈矩阵增益元的灵敏度分析,将灵敏度相对较小的反馈矩阵元的增益取为零,不仅保持了鲁棒特征结构配置的优点,而且使设计的控制器结构简单．仿真结果表明,该方法是可行的．     

一种最优鲁棒调节器的设计方法

本文基于最优控制理论，提出一种动态性能好、鲁棒性强的最优调节器的设计方法。     

基于离散事件触发的不确定NNCS鲁棒完整性设计

从节约网络通讯资源和确保系统安全的角度出发,针对一类存在时变时延和不确定性的非线性网络化控制系统(NNCS),在执行器故障的情况下,进行离散事件触发通讯机制(DETCS)与NNCS鲁棒容错的协同设计研究.首先基于DETCS,考虑执行器失效故障,采用状态反馈控制策略,建立闭环NNCS故障模型;然后利用Lyapunov稳定性理论、互反凸组合等技术,得到DETCS下使系统具有鲁棒完整性的时滞/事件依赖充分条件,并给出NNCS容错控制器与事件触发权矩阵协同求解的方法;最后通过仿真实例验证文中所述方法的有效性,并对触发参数对系统性能、网络通讯资源占用的影响等进行分析讨论.     

一种多变量系统鲁棒设计方法

本文基于鲁棒稳定性理论和多变量控制器优化设计方法，提出了一种鲁棒系统设计方法．用该方法设计了实际工业对象的鲁棒控制系统，得到了很好的结果，表明这是一种实用、有效的设计方法．     

执行器饱和NCS的满意容错与通信的协同设计

基于离散事件触发通信机制(DETCS),研究了非均匀传输周期下具有执行器饱和的网络化控制系统(NCS)的满意容错与网络通信间的协同设计问题.通过将保持器端数据的非均匀更新周期对系统性能的影响转化到对系统时滞的影响中,建立了一个具有执行器饱和的闭环故障NCS模型,该模型将建模中的多个因素集成在一个框架下,如执行器饱和约束、执行器失效、事件触发条件、非均匀传输周期、传输时延、计算时延和控制器信息等.基于不连续的Lyapunov-Krasovskii函数、互反凸技术、线性凸组合技术及琴生不等式,为具有多种性能的闭环故障系统提出了网络通信与满意容错间的协同设计方法.借助仿真算例,验证了提出的协同设计方法的有效性,此外还对不同性能指标和DETCS中的触发参数间的相容性进行了分析.     

一种鲁棒Smith预估器的设计方法

大滞后大惯性对象的控制一直是理论上得到重视但又没有得到充分解决的问题。 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器是用于大滞后大惯性对象的有效设计方法,但是对实际过程的参数变化很敏感。为改进 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器的鲁棒性,文章首先把 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器系统等效成为等价的内模控制系统,在对其稳定性和动态性能分析的基础上,根据回路成形的思想,提出了一种新的 Ｓｍ ｉｔｈ 预估器的解析设计方法,所得控制器可等效成 Ｐ Ｉ Ｄ控制的形式,便于在实践中使用。理论分析和仿真计算表明,该方法能使闭环系统具有较好的动态性能和稳定性,而且鲁棒性较好     

一种分散鲁棒自适应控制器的设计方法

基于李雅普诺夫函数法,提出了一种适用于不确定性线性大系统的分散鲁棒稳定控制方法．系统的不确定性因素包括系统参数摄动、关联变化以及外界干扰．由于实际大系统的不确定因素复杂且系统关联变化很难描述,因而在控制律中又引入了对设计参数的自适应算法,大大简化了控制器的设计和实现．所提出的控制律可以保证系统在不确定性干扰和关联变化的情况下全局稳定,同时自适应算法使参数收敛．仿真结果表明了该控制方法的有效性     

一种鲁棒的摄像机标定方法

提出一种基于圆环点的摄像机标定方法,该方法无需已知模板的任何物理度量,即可线性求解出摄像机的内参数矩阵,完全摆脱了匹配问题.并给出了在不增加任何已知条件的基础上求解外参数的线性方法.模拟与图像实验结果表明,该方法在精确度和鲁棒性上较已有方法都有较大提高.     

支持并行协同产品开发的广义鲁棒设计方法

研究了并行协同产品开发过程中的广义鲁棒设计方法.首先,针对并行协同产品开发过程中的不确定性,给出了广义鲁棒设计框架;然后,提出了广义鲁棒性概念,分析了性能鲁棒性和约束鲁棒性;最后,在传统优化设计模型的基础上,考虑产品参数的变化对性能的影响,修改传统优化设计模型的优化目标和约束条件,使它们包含广义鲁棒性指标,建立了广义鲁棒设计模型,并基于遗传算法对模型求解.该方法能有效提高并行协同设计的广义鲁棒性,用一个转向架设计实例验证了其有效性.     

一种具有可分级转码能力的无线视频鲁棒传输方法

结合空时正交频分复用(OFDM)和转换编码技术,提出一种无线衰落信道下具有可分级转码能力的鲁棒视频传输方法.该方法可将高质量的MPEG-2压缩视频转换为低码率、低分辨率H.264可分级码流,以满足网络带宽和终端设备显示的要求.同时,考虑分级码流的重要性,转码输出的可分级码流经过分层空时编码的OFDM系统实现不对等保护传输.实验结果表明:在典型的随机突发错误的无线环境下,本文可分级转码能力的视频传输系统性能优于非分级转码的视频传输系统.     

一种积分时滞过程的内模PID鲁棒整定方法

针对工业系统中普遍存在的积分时滞过程,提出了一种内模PID（比例-积分-微分）控制器设计及鲁棒整定方法.利用一阶环节逼近积分环节,改善了内模控制系统的稳态特性,在此基础上利用一阶泰勒表达式逼近过程模型中的时滞项,得出了内模PID控制器的设计方法,并根据最大灵敏度Ms指标,导出了对控制器可调参数进行鲁棒整定的解析表达式,克服了常规方法中参数整定的盲目性.仿真结果表明该方法可使系统同时获得良好的动态响应性能和鲁棒性.     

一种工程结构的鲁棒优化设计方法

在结构优化的过程中结合鲁棒设计的思想，考虑了不确定因素的影响，在取得目标的最优解的同时，使该目标在可行区域内对变量的变化不敏感。针对目标函数及约束函数的鲁棒性，将工程结构鲁棒优化问题描述成双目标优化问题，采用带权无穷范数理想点法求解该双目标鲁棒优化问题的Pareto最优解。两杆支架的设计结果表明，鲁棒优化设计的结构不仅具有更高的质量，且在设计时具有很强的灵活性。