基于自适应事件触发的交通网络预测控制

为了降低网络控制系统的通信资源占用率,提出了一种自适应事件触发模型预测控制策略,实现自适应状态传输并保证系统稳定.在自适应机制下,只有当满足触发条件时,系统状态和控制器控制律才由无线网络发送,自适应触发参数决定当前采样数据发送的频率.设计了一种鲁棒的预测控制器,保证网络控制系统的闭环稳定性.通过仿真实例验证了本文方法的...     

量化参数失配下基于事件触发的量化反馈滑模控制

针对量化器参数不匹配和外部干扰问题,利用事件触发方法设计了线性不确定系统的量化反馈滑模控制方法。首先在动态量化机制中考虑了时变量化器灵敏度变化率,提出一种新的离散在线调整策略,并建立了编码器和解码器侧的量化参数的时变比例模型。接着,结合所设计的量化器事件触发机制,证明了所提出的滑模控制律可以有效消除量化器参数失配的影响,实现不确定线性系统的全局鲁棒镇定。然后分析了帧间时间的下限以确保没有 Zeno行为。最后通过算例验证了理论结果的有效性。     

多重事件触发机制下四旋翼飞行器的姿态跟踪控制

为减少四旋翼飞行器姿态跟踪控制中内部计算与通信资源的损耗,提出了基于反步法和多重事件触发机制下的四旋翼飞行器姿态跟踪控制。建立了四旋翼飞行器的动力学模型,并以滚转角系统为例,利用反步法设计连续控制器,实现了飞行器滚转角对参考信号的跟踪控制;通过引入事件触发机制构造了事件触发控制器,基于Lyapunov稳定性理论证明了所设计的事件触发控制器可以使滚转角系统保持稳定,且避免了Zeno现象;同时,在不同的参数作用下,采用相同方法对四旋翼飞行器的其他3个系统分别设计了各自对应的事件触发机制和事件触发控制器;由此构建的4个事件触发机制共同构成了四旋翼飞行器的多重事件触发机制。仿真结果表明,在多重事件触发机制作用下,所提事件触发控制器在3 s内共触发150次即可达到与周期采样控制器连续采样3 000次相同的跟踪效果。     

基于事件触发的网络控制系统研究

网络控制系统传输的数据量比较大,传统的周期触发机制存在很多缺点。本文基于稳定性条件,设计了事件触发机制控制器,构造了事件触发控制模型,分析了事件触发工作原理。仿真结果表明,事件触发控制系统的估计性能和周期触发控制系统的性能相同,而事件触发控制时间间隔小,在不影响数据包丢失的同时,能有效减少网络资源的使用,使传输过程更加高效。     

基于事件触发的旋翼无人机群领导跟随一致性

本文针对多六旋翼无人机集群系统通信频律过高的问题,基于六旋翼无人机滑模控制的双环结构控制模型提出了一种基于事件触发的滑模控制方法。该模型由位置子系统和姿态子系统构成,其中位置子系统作为外环控制对象,姿态子系统则作为内环辅助控制对象。在位置子系统中,采用增加事件触发器的滑模控制器,通过引入滑模面和滑模变量的方式,实现对六旋翼无人机群的位置控制。本文通过Lyapunov稳定性定理对该控制策略下系统的稳定性进行了证明,并证明了不存在Zeno现象的情况。仿真实验结果表明,本文所提出的控制方案减少了多智能体通信对高频采样的依赖,可见该研究为六旋翼无人机在协同路径跟随方面的应用提供了有益的参考。     

非线性不确定时滞系统的鲁棒滑模控制

针对一类非线性不确定时滞系统,提出了一种新的鲁棒滑模控制设计方法.通过使用一个综合性能指标,设计了无记忆鲁棒滑模控制器,确保了闭环系统的稳定性,有效地抑制了时滞系统滑模控制设计的抖振.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于模型的网络化控制系统事件触发控制

研究了事件触发通讯机制下基于模型的网络化控制系统鲁棒H_∞控制问题。通过构造一个依赖于对象和模型采样状态的事件触发传输方案,并考虑网络诱导时延的影响,将闭环系统建模为一个带有区间时变时延的增广系统。利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法,以线性矩阵不等式的形式给出了系统的鲁棒H_∞性能判据和控制器的设计方法。最后,通过一个数值仿真例子验证所提方法的有效性。     

线性时变不确定系统的滑模控制及其在网络拥塞中的应用

针对一类具有时变不确定性的线性不确定系统,给出了一种基于滑模的鲁棒控制设计方法.首先,对于具有非匹配不确定性的系统,基于线性矩阵不等式技术给出鲁棒滑动模面的设计方法.其次,对于匹配不确定性和非匹配不确定性两种情况分别给出鲁棒滑模控制器的设计方法.最后,将该算法应用于TCP网络的拥塞控制中,通过与其他方法的比较,验证了该方法在实际应用中的有效性与优越性.     

非完整移动机器人的神经网络滑模自适应轨迹跟踪控制

针对非完整移动机器人的轨迹跟踪控制问题,提出了一种鲁棒项系数自调整的神经网络滑模自适应控制策略。首先由反推法设计运动学控制器;其次,基于滑模控制设计动力学控制器,利用径向基神经网络(RBF)自适应逼近系统非线性不确定性上界,实现鲁棒项系数自调整,克服了传统滑模控制鲁棒项设计需要已知系统不确定性上界的缺陷,实现了速度跟踪。李亚普诺夫稳定性定理保证了闭环系统的稳定性及跟踪误差的渐近收敛。仿真结果进一步验证了所提方案的可行性。     

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.     

不确定性电液位置伺服系统的滑模鲁棒跟踪控制

本文针对存在参数变化的不确定性电液伺服系统的跟踪控制问题,提出了一种具有前馈补偿的滑模鲁棒控制器设计方法,利用李亚普诺夫方法证明了整个闭环系统的渐近稳定性.应用这种方法于某疲劳试验机电液伺服系统,通过仿真验证了该方法的有效性.     

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.     

线性非匹配不确定系统的滑模变结构控制

研究了线性非匹配不确定系统的滑模控制问题.引入适当的状态变换,将系统分解成两个子系统,根据滑模控制的到达条件,设计了系统的滑模控制器,使得从任意状态出发的不确定系统能在有限的时间内到达滑动面.基于二次稳定性,给出了设计不确定系统的鲁棒滑模面的充分条件,从而确保了系统的全     

基于事件触发的TCP网络滑模控制

针对存在不确定参数和UDP流干扰的TCP网络拥塞问题,提出了一种基于事件触发的TCP网络滑模控制策略.通过利用全局滑模控制方法,使整个系统的响应过程都具有鲁棒性,在此基础上引入事件触发机制,在保证系统状态稳定的同时,节约了网络资源.通过李雅普诺夫理论证明了TCP网络闭环系统里的所有信号是有界的,同时也有效地避免了Zeno现象.仿真结果表明了所提控制方法的有效性.     

基于动态事件触发机制的双通道时延网络预测控制

本文针对传感器-控制器通道和控制器-执行器通道均存在时延的网络控制系统(NCSs),研究了在动态事件触发机制(DETM)下基于模型的网络预测控制(NPC)问题。通过在静态事件触发机制(SETM)中引入一个内部动态变量,设计了双通道动态事件触发机制,采用龙伯格观测器对系统状态进行估计,提出了基于模型的网络预测控制方法主动对双通道网络时延进行补偿,根据Lyapunov稳定性理论,给出了网络控制系统渐进稳定的充分条件,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。     

拒绝服务攻击下信息物理系统事件触发广义预测控制

针对传感器到控制器通信信道上存在拒绝服务(DoS)攻击的信息物理系统的安全问题进行研究.首先,基于系统的定周期采样策略,设计了事件触发的通信策略,以减少通信资源的占用.同时,为降低DoS攻击给系统带来的不良影响,提出了一种基于预测控制的数据补偿方法,在控制器节点中,通过成功接收到的历史状态信息得到系统受攻击导致状态信息丢失情况下的状态预测值,并给出控制器反馈增益的表达式.随后,提出了事件触发预测控制下的系统闭环模型,分析了系统闭环稳定的充分条件.最后,通过仿真实例证明了该方法的有效性.     

动态周期事件触发机制下DC-DC变换器切换鲁棒控制

解决了基于动态周期事件触发切换控制策略的DC-DC变换器系统稳定性问题.事件触发机制可以在提升控制效果的同时节省通信资源.并且在事件触发机制中引入动态变量可以令事件触发条件基于系统的实际情况发生改变,提高了系统的稳定性和鲁棒性.经过对各种触发策略的比较分析,结果表明动态周期事件触发的切换控制方法能够在保证系统性能的前提下有效降低通信负担.最后,通过DC-DC升压变换器仿真实例说明了所建立结果的有效性.     

一类非匹配不确定系统的滑模控制

研究了一类非匹配不确定系统的滑模控制问题,通过引入适当的状态变换,将系统分解成两个子系统,提出了一种基于二次稳定性的鲁棒滑模面的设计方法;根据滑模控制的到达条件,设计了整个系统的滑模控制器,使得从任意状态出发的不确定系统能在有限的时间内到达滑动面,确保了系统的全局渐近稳定性,仿真结果表明了该控制策略的有效性。     

一类不确定随机切换系统的鲁棒H∞滑模控制

研究了一类含有非匹配不确定性且具有外部干扰的随机切换系统的H∞滑模控制问题.利用线性矩阵不等式(LMI)技术和单Lyapunov函数方法,设计单H∞滑模面及切换律,确保随机切换系统的滑模运动方程的鲁棒渐近稳定性,且具有H∞扰动衰减度γ;然后给出了滑模面次可达性的定义,设计了滑模控制器以保证滑模面的次可达性.仿真算例说明...     

一类串级非线性系统的最优滑模控制器设计

对一类串级不确定非线性系统提出了一种基于SDRE控制的最优滑模控制方法.该方法采用2环控制结构，外环控制器的设计采用基于依赖状态的Riccati方程最优控制器，用以产生最优滑模面；内环控制器的设计采用滑动模控制以减小控制系统对参数变化、模型误差、外部干扰的敏感.设计的最优滑模控制器能使一类串级不确定系统具有鲁棒稳定性.同时，提出了2种求解依赖于状态的Riccati方程的方法.最后，通过仿真实例验证了该控制方法的有效性.