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.     

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.     

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.     

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.     

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.     

长时延广义网络化控制系统的鲁棒H_∞控制

研究具有长时延广义网络控制系统鲁棒H∞控制问题,假定传感器是时间驱动,控制器和执行器是事件驱动,网络时延在2个采样周期之间,有限的外部能量扰动网络化控制系统,利用状态增广的方法,建立离散时变的不确定系统模型,并利用李雅普诺夫理论和线性矩阵不等式描述方法,推导出了动态输出反馈H∞控制律存在的充分条件。以仿真实例说明了该方法的有效性。     

状态反馈事件触发控制系统的分析与设计

针对线性系统状态反馈事件触发控制在工程应用中仅使用单一动态门限或静态门限存在Zeno现象的缺点,提出了动静门限相结合的事件触发机制。将闭环控制系统建模为脉冲系统模型,应用脉冲系统理论,导出了确保控制系统稳定的触发机制参数确定定理,得到了便于实现触发机制门限参数设计的线性矩阵不等式条件。针对确保系统稳定的触发机制门限参数可在一个区间内选择的特点和静态门限分量大小影响系统稳态区域大小的特点,进一步提出了变门限触发机制,可使系统在稳态情况下自动将静态门限分量减小,显著减小稳定区域,提升事件触发控制的稳态性能,从而可实现精确控制。定量仿真表明,变门限触发机制可以在通信资源消耗量几乎相同的情况下将稳态范围缩小到固定门限方法的12.3%。     

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.     

传感器/执行器失效的电动汽车EPS鲁棒容错控制

针对电动汽车电动助力转向(EPS)系统同时存在参数不确定性、传感器故障和执行器故障的情况,建立了EPS系统的动力学模型。设计了系统的鲁棒容错控制器。设计的控制器既保证系统在传感器和执行器正常工作及发生故障时闭环系统的完整性,又保证系统在参数不确定性下的鲁棒稳定性。对EPS系统进行容错控制,针对传感器和执行器的不同故障隶属度情况进行了仿真比较。仿真结果表明了该方法的有效性,进一步完善了EPS系统的可靠性和鲁棒性。     

凸多面体不确定时滞系统的鲁棒广义H2控制

利用变量分离方法得出闭环时滞系统具有指定广义H2性能的一个等价条件,再根据该等价条件,给出凸多面体不确定时滞系统存在鲁棒L2-L∞。状态反馈控制器的一个充分条件及控制器的设计方法,并用算例验证该方法能够求出凸多面体不确定时滞系统的最优扰动衰减水平,具有较小保守性．     

带前馈的广义不确定系统的脉冲鲁棒控制及其设计

利用矩阵代数方法，研究了带前馈的广义不确定时变系统在输出反馈下的消除系统脉冲行为的鲁棒控制问题。系统不确定量是时变的、范数有界的。根据前馈控制矩耻是非奇异阵（特殊情形）和奇异阵（一般情形）的两种情况，给出了在理想系统满足不同条件下的输出反馈阵的设计方法。当理想系统满足输出反馈能正常化条件时，得到一个重要结论：对任意给定的不确定量范围，都可以设计相应的脉冲鲁棒控制器。在理想系统满足脉冲能控、脉冲能观的情况下，给出了脉冲鲁棒控制的具体设计步骤。     

非线性不确定系统的鲁棒镇定与非线性H~∞控制

研究一类非线性不确定系统的局部鲁棒镇定，提出了不确定系统的Ｌｙａｐｕｎｏｖ型可镇定的鲁棒性概念．在不确定项满足模有界结构条件下，对控制矩阵的不确定性分２种情况，分别从Ｈ∞控制和微分几何角度，给出了非线性Ｈ∞控制与非线性系统Ｌｙａｐｕｎｏｖ型可镇定的充分条件．     

一种卷绕传输系统的建模、辨识与混合灵敏度H∞鲁棒控制

介绍了一个由开卷轴、拖动轴、收卷轴和两个张力感应器组成的织物卷绕传输系统的建模及模型的参数辨识，并采用混合灵敏度多变量H∞鲁棒控制来改善系统的控制性能，减少织物张力与速度之问的耦和。     

氢氮比模糊预测控制

就合成氨厂的氢氮比微机自控系统的设计,提出一种基于模糊和预测控制理论的新型算法,工厂运行表明,该算法有效地克服了控制对象的大滞后,数学模型时变及难以精确化等难题。     

用汇编语言实现PC机与工控机之间通讯的研究

汇编语言具有面向机器、最便于开发高效的设备驱动程序。本文分析了PC机、工控机之间实时通讯的几种方法,着重讨论了RS422、RS485的硬件接口连接和软件的实现。用汇编语言编制的通讯程度具有程序代码短、运行高效性强。对分布式控制系统的研究、开发具有较高的实用价值。     

HP数据采集系统与IBM计算机的实验数据通讯

HP计算机数据采集系统的先进性和工作可靠性勘称当今世界领先,但由于它与IBM机的不兼容性使它的应用受一定的限制。本文介绍的通讯方法成功地解决了这一问题,使得HP计算机数据采集系统所获得的实验数据可方便地传送给IBM计算机进行数据处理或存盘保留,从而扩大了数据采集系统所获得数据的应用范围。     

基于光纤通信的汽车照明及信号控制系统

传统汽车照明、信号控制系统的控制信号通过专用线束传输,不具备自诊断功能.当重要控制信号出现故障时,驾驶员难以察觉,容易造成车祸.针对上述问题,提出了一种基于光纤通信的新型汽车照明、信号控制系统,介绍了控制功能、自诊断功能,以及硬件设计与软件开发.