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.     

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.     

时变时延网络化控制系统的容错控制

针对网络化控制系统的时变时延,建立了时变数学模型,针对传感器和执行器的失效问题进行了讨论,研究了其容错控制器设计问题．仿真结果验证了该方法的有效性．     

基于时延准T-S模型的网络化控制系统鲁棒容错控制

针对具有马尔可夫特性时延的网络化控制系统,基于时延准T-S模型,考虑系统参数不确定性的影响,采用状态反馈控制律,通过构造离散Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出确保网络化控制系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒完整性的充分条件,通过求解LMIs给出容错控制器的设计方法.通过仿真实例得到,网络化控制系统在发生执行器失效故障时仍是渐近稳定的,说明该方法对于具有马尔可夫特性时延的影响,不确定网络控制系统在执行器失效故障时具有鲁棒完整性.     

基于α-置信度网络化控制系统的转换控制

以多步延迟网络化控制系统的控制器设计为基础,提出了一种基于α-置信度的转换控制法.针对时延的两种不同情况定义了平凡和非平凡两种状态:系统所处状态为平凡状态的概率为1-α,该状态下采用使系统均方指数稳定的LQG最优控制器;系统所处状态为非平凡状态的概率为α,该状态下采用使系统随机渐近稳定的时滞补偿控制器.简化了较大延迟情况下LQG最优控制器的求取, 工程上易于实现,提高了系统的性能.考虑到两种控制器的综合作用,建立了基于α-置信度的系统转换控制模型,仿真结果证明了转换控制法比单一控制法具有更好的控制效果.     

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.     

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.     

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LMI的网络化控制系统鲁棒容错控制器的设计

研究一类带有未知扰动的网络化控制系统的鲁棒容错控制问题.针对NCSs的时延和不同步对系统性能产生的影响,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,将网络化控制系统的状态向量扩展为增广状态向量.基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,系统采用状态反馈控制策略,推证出保证闭环网络化控制系统在执行器或传感器发生失效故障时仍渐近稳定的充分条件,通过求解线性矩阵不等式组方便地得到容错控制器的设计方法.用仿真算例验证此种方法的可行性、有效性以及通用性.     

基于输出反馈的网络化控制系统鲁棒容错控制

研究一类具有时延不确定性网络化控制系统的鲁棒容错控制问题.基于网络化控制系统时延模型,应用Lyapunov稳定性理论和LMI方法,采用输出反馈控制策略,推证出保证闭环网络化控制系统在执行器或传感器发生失效故障时仍渐进稳定的的充分条件,给出容错控制器的设计方法,最后以仿真算例得到系统零状态响应曲线,分析曲线所得结论说明此方法的可行性和有效性.     

不确定NCS的动态输出反馈鲁棒保性能容错控制

针对存在时延和丢包的参数不确定网络化控制系统,采用动态输出反馈控制策略,研究执行器失效故障时系统的鲁棒保性能容错控制问题.将丢包当作一种特殊时延,通过构造一种包含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii 泛函,采用时延分段处理方法,推证出使闭环故障系统具有鲁棒保性能容错能力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最优控制器的设计方法.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.     

基于LMI方法的网络化控制系统的鲁棒容错控制

在网络化控制系统(NCS)中,针对时延和不同步对系统性能产生的影响,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,将网络化控制系统的状态向量扩张为增广状态向量。基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,推证出了保证闭环网络化控制系统在执行器或传感器发生失效故障时仍渐近稳定的充分条件,并通过求解线性矩阵不等式组方便地得到了容错控制器的设计结果。最后用仿真算例验证了此种方法的可行性和有效性。     

基于T-S模型的网络化控制系统的鲁棒容错控制

提出了网络化控制系统的一种全新的建模方式--基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型的网络化控制系统模型,即通过对具有马尔可夫特性的网络时延的分析,得到各时延值的发生概率即局部模型隶属度,从而建立T-S全局模糊模型.在此基础上建立不确定的网络化控制系统模型.考虑系统的不确定性,并针对传感器和执行器的失效问题,提出了保证系统鲁棒稳定的设计算法.利用李亚普诺夫函数,证明该算法能保障网络化控制系统的容错性和稳定性,仿真结果验证了其有效性.     

基于事件触发的线性网络化控制系统主-被动混合容错控制设计

针对一类具有时变时延的线性网络化控制系统(NCS),在离散事件触发通信机制下,研究了执行器任意失效故障的主-被动混合容错控制问题.建立了基于事件触发机制的闭环故障系统模型,设计了能使系统在发生故障集以内的故障时稳定的被动容错控制器.同时,设计故障诊断观测器估计任意执行器失效故障的大小,一旦获得准确的故障信息,立即重构控制器以补偿故障的影响.所设计的主-被动混合容错控制器在执行器任意失效故障下,不但能使系统稳定而且具有良好的控制性能.仿真算例验证了本文方法可在确保故障系统稳定的前提下能有效地节约网络通信资源.     

网络控制系统的鲁棒H_∞容错控制器设计

研究了一类网络控制系统(NCS)的鲁棒H∞容错控制器设计问题.基于一类包含网络时延和数据包丢失的网络控制系统模型,考虑了更实际、更一般的执行器部分失效情况.然后利用Lyapunov Krasovskii泛函方法,通过引入一个积分不等式,得到了此类系统的H∞鲁棒稳定性条件并且采用锥补线性化算法给出了此类系统的鲁棒H∞容错控制器的设计方法.最后,数例仿真结果表明,对于任意容许的不确定性以及执行器的故障,所设计的控制器能使系统鲁棒渐近稳定,且具有H∞范数界.     

带时变时滞的不确定网络化控制系统的H∞控制

针对带时变时滞和不确定参数的网络化控制系统,研究其H∞状态反馈控制问题,给出了一个满足给定的H∞范数界γ的时滞相关的鲁棒稳定性准则,它是根据Lyapunov-Krasovskii泛函方法以线性矩阵不等式的形式给出。然后将这个准则转化为H∞控制问题的一个充分条件,所得到的条件可用来设计一个H∞状态反馈控制器。最后,给出数值例子来说明所提出方法的有效性和可行性。     

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...     

基于动态输出反馈的非线性网络化控制系统容错控制

针对一类具有时延和丢包的非线性网络化控制系统,采用动态输出反馈控制策略,在对时延分段处理的情形下,基于T-S模糊模型,通过构造时滞依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出确保系统在执行器发生失效故障时具有完整性的少保守性充分条件,并以求解线性矩阵不等式的方式给出控制器的设计方法.最后,以仿真算例验证所述方法的可行性和有效性.     

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。