变时滞网络控制系统的时滞独立稳定性研究

本文对网络控制系统中一类特殊的变时滞系统的稳定性进行详细的研究与分析;推导出当时滞系统相应的无时滞系统具有实值对称Jacobian矩阵时,时滞系统渐近稳定当且仅当其相应的无时滞系统渐近稳定;最后,通过应用举例和实验仿真验证了关于网络控制系统时滞独立稳定性分析的正确性。     

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.     

马尔可夫时滞网络控制系统的稳定性

针对同时具有马尔可夫(Markov)链跳变特性时滞和随机丢包现象的网络控制系统,建立了网络控制系统的离散模型,利用李亚普诺夫稳定性理论、线性矩阵不等式和自由权矩阵方法,分析了系统的均方稳定性和均方可镇定性,并基于线性不等式给出了系统均方稳定、镇定判据.该方法能判定具有马尔可夫时滞和丢包的网络控制系统的均方稳定性,并设计出同等条件下的均方可镇定时滞依赖控制器.与现有方法相比.能更准确地描述网络时滞特性,有效减小系统保守性,结果更具一般性.最后通过仿真实例证明了方法的有效性.     

具有区间时滞网络控制系统的稳定性分析

针对一类具有不确定网络诱导区间时滞和非线性干扰的网络控制系统,通过利用一种改进的区间时滞相关的Lyapunov函数以及扩展的Jessen不等式,推导出网络控制系统渐进稳定的充分条件.该方法既未使用模型变换,也没有引入自由权变量.与已有的结果相比,所提出的算法具有更低的保守性和更高的效率.另外,通过数值算例验证了所提出算法的优越性.     

带有随机时滞的非线性网络控制系统的镇定

考虑了一类非线性离散系统的网络控制问题.通过齐次马尔可夫链描述采样器-控制器和控制器-执行器的时延,将网络控制系统建模为带跳非线性系统.利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式技巧,得到了系统随机稳定的充分条件,并给出了镇定控制器的设计方法.数值例子的仿真结果验证了所得方法的有效性.     

含有时滞的倒向重随机控制系统最大值原理

考虑系统状态变量和控制变量均含有时滞的倒向重随机系统的控制问题. 通过引入超前倒向重随机微分方程作为其伴随方程, 利用经典的凸变分法和对偶技术给出一定条件下的时滞倒向重随机系统的最大值原理.     

非线性的实时网络控制系统稳定性分析

研究了一般的连续型非线性网络控制系统,利用Razumikhin方法针对网络诱导延时,通过设计状态反馈控制器,得出了使系统状态一致稳定的条件,即状态反馈矩阵和网络诱导延时的最大允许值之间的关系,这是保证闭环系统一致稳定的一般条件.并由此结论给出了一类连续型线性网络控制系统状态反馈矩阵的范数估计及网络最大诱导延时的估计.该结论是基于依赖时滞的方法得出的.最后的数值仿真例子表明该方法的有效性.     

双输入时滞的网络控制系统的稳定性改进结果

本文研究具有双输入时滞的网络控制系统的稳定性.本文首先把整个时滞区间划分为三个子区间并构造了一个新的Lyapunov泛函,该泛函可以充分利用所有时滞的信息.然后本文运用Wirtinger不等式得到了网络控制系统全局渐近稳定的充分判据.仿真算例验证了结果的有效性.同已有结果相比,本文的结果的保守性更低.     

具有时变时滞的变采样周期网络控制系统的稳定性分析

研究了一类具有时变时滞和变采样周期的网络控制系统的稳定性问题.网络控制系统被建模为等效的具有输入时滞的系统,通过构造一个新的具有不连续项的Lyapunov泛函,给出了线性矩阵不等式作为使得闭环系统指数稳定的充分条件.通过求解这些线性矩阵不等式,可以找到一个常数作为采样时刻和输入更新时刻之间的上界,保证闭环系统的稳定性.数值仿真算例表明,该方法有效且相比已有文献局限性更小.     

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。     

基于以太网的网络控制系统在线时延估计研究

为了解决基于以太网的网络控制系统中数据传输时延给控制品质带来不良影响的问题,从融合控制技术与网络通信技术的角度出发,提出了一种新的控制方案,即运用在线时延估计方法来估计出网络控制回路中的时延特性．在此基础上,结合以太网优先级技术,采用LQG控制算法对网络控制系统进行最优控制设计,并通过实验仿真结果证明了上述方案的有效性．     

网络控制系统的控制方法研究

分析了网络控制系统中几类时延的特点及其对控制系统的影响,并对近年所提出的处理周期性和随机时变时延的各种控制方法进行了较为全面的综述与评价,比较了各种方法的优缺点．最后指出了今后可能的发展方向．     

中立型随机时滞系统的渐近稳定性

通过It^o公式与半鞅收敛定理建立了中立型随机时滞系统的拉萨尔不变原理,确定系统解的极限位置的判定条件,并应用此原理给出中立型随机时滞系统的渐近稳定性的充分条件.同时也说明了本方法的结果包含了经典的随机系统稳定性结果为其特殊情况.需要指出的是,本方法所建立的稳定性结果无须LV负定,充分利用了随机扰动项的作用.最后,用实例验证了该结果.     

一类随机时延网络控制系统的随机容错设计

针对网络化控制系统的传感器失效及执行器失效和网络时延均具有随机性这一现象,将传感器和执行器的故障建模为相互独立的Bernoulli随机序列,时延建模为Markovian,建立了具有Markovian跳变随机时延的网络化控制系统,并研究了该系统存在传感器失效、执行器失效以及二者同时失效的随机容错控制问题。通过构造增广的状态向量,以LMIs的方式给出了系统随机稳定容错控制器的设计方法。     

网络控制系统的延时补偿方法

在控制器与执行器直接相连的网络控制系统中,执行器接收端设置寄存器,以整数倍的传感器采样速率读取采样信号,并用其计算控制量,从而使采样信号得到最优利用,进而在一定程度上减小了网络延时。并在此基础上,提出了一种利用系统的状态方程及观测器补偿随机网络延时的方法。仿真结果证明了该方法的有效性。     

网络控制系统具有时延补偿的离散滑模预估控制

基于线性时不变被控对象的网络控制系统的离散模型,研究了系统滑模控制器的设计问题.在系统状态预估的基础上,构造了具有时延补偿的滑模超平面,提出了完全消除抖振的滑模控制方法.利用李雅普诺夫方法证明了该控制器可保证系统的稳定性且不要求网络诱导时延小于一个采样周期.以伺服系统为对象的仿真实例验证了该方法的可行性和有效性.     

网络控制系统时延补偿方法设计与实现

网络时延问题是网络控制系统中的主要问题.对网络时延以及影响时延大小的因素进行分析.从通信技术和控制技术相结合的角度出发,提出在线时延补偿方法,以解决网络时延对系统性能的影响.通过CAN bus网络控制实验平台对该补偿方法的有效性进行验证.实验结果表明,在线时延补偿方法在保证系统稳定性的同时,满足了系统静态性能的要求.     

非线性网络控制系统的稳定性分析

针对传感器为时钟驱动、执行器、控制器均为事件驱动的一类非线性网络控制系统(net-worked control systems,NCS),通过在信息接收端设置一定长度的缓存,可以将时变的网络诱导时延转化为固定时延,并且将此类NCS建模为一类具有输入输出时延的非线性时延系统.基于建立的模型,利用Lyapunov定理和Razumikhin定理给出了系统渐近稳定的充分条件,同时给出使系统保持渐近稳定的最大允许网络诱导时延.最后通过算例验证了时延小于最大允许网络时延时,NCS是稳定的.     

网络控制系统中状态观测器的设计方法

阐述了当前网络控制系统的类型与结构，在此基础上，论述了网络控制系统在单个数据包传输且随机时间延迟小于一个采样周期的情况下，全维状态观测器的设计方法，并提出了一种基于状态观测器的动态补偿方法．最后给出了不同随机时间延迟范围下的系统仿真，证实了这种补偿方法的有效性。