网络控制系统的全程最优滑模控制

针对一类具有网络诱导时延的网络控制系统,建立了该系统的连续数学模型.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法设计系统的全程滑模面和最优滑模控制器,使性能指标最小的同时系统状态渐近稳定,所得条件均以线性矩阵不等式形式出现.仿真结果说明了该方法的有效性.     

基于观测器的广义网络系统稳定性分析

针对一类同时具有时延和丢包的正则无脉冲且脉冲能观的广义网络控制系统,假设传输时延小于一个采样周期且网络中的数据包传输成功率一定,将该系统建模为异步动态系统.利用李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法给出判断系统指数稳定的条件,并且得出基于正常状态观测器的反馈控制器.仿真实例证明了该方法的有效性.     

时变时延比例积分状态反馈网络控制系统的稳定性

研究在传感器与控制器间、控制器与执行器间有时延和数据包丢失的网络控制系统的模型、指数稳定性和控制器设计问题.将时变时延和数据包丢失的比例积分状态反馈网络控制系统建模为有事件率约束的异步动态系统.基于异步动态系统理论、Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式方法,提出网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和比例积分状态反馈控制器设计方法.通过数值算例说明提出的网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计方法是可行的.     

基于异步动态系统的网络控制系统建模

研究了同时存在数据传输延时与数据包丢失的网络控制系统的建模问题．系统中传感器采用时间驱动，执行器与控制器采用事件驱动，传感器的数据采用单包传输．假设传输延时小于采样周期，且数据包传输的成功率一定，则整个网络控制系统可以描述为一个具有2个事件的异步动态系统．针对对象状态均可测，控制律采用状态反馈的情况，利用双线性矩阵不等式方法，讨论了网络控制系统指数稳定的问题，给出了稳定性的充分条件．     

多包传输网络控制系统的稳定性

研究多包传输网络控制系统的指数稳定性和控制器设计问题。将有时延和数据包丢失、有时延和无数据包丢失、无时延和有数据包丢失、无时延和无数据包丢失等情形的多包传输的状态反馈网络控制系统建模为有事件率约束的异步动态系统。基于异步动态系统理论．Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式方法,提出多包传输状态反馈网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计。数值算例说明指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计方法是可行的。     

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.     

具有时延的广义网络控制系统的鲁棒H_∞控制

针对被控对象是广义系统模型的网络控制系统,在传感器和执行器采用时间驱动、控制器采用事件驱动、网络诱导时延小于一个采样周期时,将系统建为具有不确定性及输入时滞的离散广义系统模型.应用Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法,给出系统稳定的条件,同时设计满足系统稳定和H∞控制的状态反馈控制器,研究其鲁棒H∞控制问题.最后通过实例及仿真表明所提方法的有效性.     

基于混杂系统技术的网络控制系统的建牛与稳定性分析

针对网络控制系统中网络带宽受限所产生的传输延时问题提出一种基于混杂系统技术的建模方法,采用动态输出反馈形式给出了闭环网络控制系统描述,将采样周期和传输延时为常数的情况推广到时变情况,使所建立的模型更具有一般性;并运用混杂系统理论分析了网络控制系统的稳定性,避免了将其转化成一般延时系统构造Lyapunov函数所带来的困难.增大系统稳定域的同时,使系统具有良好的动态性能.仿真结果说明了此方法的可行性和有效性.     

具有不确定时延切换广义网络系统稳定性分析

研究了一类正则且无脉冲的切换广义网络控制系统的状态反馈稳定性分析问题.针对系统中的不确定传输时延,假设传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动,且不确定传输时延小于采样周期,切换广义网络控制系统被建模为异步动态系统,利用李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式的方法,给出一个充分条件,得到状态反馈控制器.当反馈控制律作用于该系统时,闭环系统是稳定的.理论研究和仿真实例证实了理论结果的有效性.     

时变采样网络控制系统的容错控制器设计

研究了具有时变采样周期的网络控制系统在执行器故障时的容错控制器设计问题.首先,将时变采样周期的不确定性转化成系统结构参数的不确定性,建立了时变采样周期网络控制系统的离散模型;在此基础上,设计了状态反馈容错控制器,保持闭环网络控制系统稳定并满足给定的LQR性能指标,该控制器参数通过求解线性矩阵不等式(LMIs)得出.最后,通过实例阐述了上述设计过程,仿真结果证明:此方法是有效的.     

不确定时变时滞组合系统的鲁棒分散控制

研究一类含有时变状态时滞,不确定性满足范数有界条件的不确定组合系统的状态反馈鲁棒分散控制问题·设计出线性无记忆状态反馈分散控制器使受控系统在平衡点处渐近稳定·基于Riccati方程方法,得到了这类不确定时滞组合系统可状态反馈镇定的一个充分条件·通过解一组代数Riccati矩阵方程,即可得到镇定受控系统的状态反馈控制器·由于所得控制器与时滞无关,因此结果可以用于时滞未知的情况·最后给出一个数值例子验证了结果的有效性·     

具有非线性摄动网络控制系统的量化控制设计

针对具有网络诱导时延及数据包丢失的非线性摄动网络控制系统,考虑系统存在量化误差及非线性摄动等干扰,建立具有一般性的网络控制系统新模型.基于李雅普诺夫稳定性原理和线性矩阵不等式方法,提出网络控制系统渐进稳定的充分条件和量化反馈控制器设计方法.通过求解凸优化问题获得具有非线性摄动网络控制系统的最大允许时滞界.最后,仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

一类网络化控制系统的局部最优控制器设计

假定延时恒定且小于1个采样周期, 采用Lyapunov函数、线性矩阵不等式（LMI）以及区间矩阵的概念, 对状态反馈回路网络化的控制系统控制器增益进行设计, 以寻求某个局部最优控制器增益, 使网络化控制系统渐近稳定并同时使该控制器增益可变区间达到最大. 此局部最优控制器增益以及控制器增益的最大可变区间可以利用LMI工具箱中的求解器gevp得到. 实例表明, 采用此种设计方法很容易得到局部最优控制器.     

不确定关联时滞大系统的分散鲁棒稳定控制器设计

对一类具有数值界不确定性关联时滞大系统,应用线性矩阵不等式(LMI)方法研究使其分散稳定化的鲁棒控制器设计问题.给出了其存在分散鲁棒稳定化控制器的充分条件,在此基础上,通过求解一凸优化问题,指出了具有较小反馈增益的分散稳定化状态反馈控制律的设计方法.仿真示例说明了该方法的应用.     

连续线性时不变系统的网络滑模控制

研究具有网络诱导时延的网络控制系统滑模控制器设计及稳定性分析问题。针对一类具有网络诱导时延的连续线性时不变被控对象模型,设计其网络滑模控制器,建立基于网络滑模控制器的闭环控制系统模型。Lyapunov方法证明,所得最大允许时延能够保证闭环网络控制系统稳定。仿真结果表明控制器设计的合理性,所得最大允许时延上界保守性更弱。     

LMI-based delay-dependent robust control for value bounded uncertain systems with time delay

The present paper investigated the delay-dependent robust control for linear value bounded uncertain systems with state delay. By introducing the idea of matrix decomposition into the synthesis problem, incorporating with Lyapunov-Krasovskii functional method and adding “zeros” matrix through the correlation of each item in Newton-Leibniz formula, we present a sufficient condition via the feedback stabilization based on linear matrix inequality (LMI). LMI is a new delay dependent condition that is much less conservative, and it guarantees that the system is robust asymptotically stable via state feedback controller. Neither the model transformation nor the bounding cross terms is employed. Finally, a numerical example is presented and it demonstrates the effectiveness of the offered method.      

Analysis of PROFIBUS-DP Network Delay and Its Influence on the Performance of Control Systems

This paper analyzes PROFIBUS-DP network delay in detail and presents the calculational formula of its maximum time-delay, which is significant to the research of PROFIBUS-DP. At the same time, the paper puts forward a method of simplifying the network induced time-varying indeterminate system according to the features of the network. Through the analysis of a pump-control-motor system which is composed of PROFIBUS-DP network, it illustrates the network＇s influence on the performance of control systems. This method helps to design and analyze the network＇s influence on the performance of control systems, which is of considerable practical value in a time when network control systern is widely used.     

网络环境下离散时间非线性系统量化输出反馈镇定

研究了带有扇形非线性和不完美测量的离散时间系统的输出反馈镇定问题.所提出的控制律模型同时考虑了网络诱导的时滞、丢包和信号量化.通过选取恰当的李亚谱诺夫泛函,得到了依赖于网络状况且具有较少保守性的稳定条件.据此,以一种非线性矩阵不等式的方式给出了静态输出反馈镇定控制器的存在性准则,该非线性矩阵不等式可以利用所提出的锥补线性化(cone complementary linearization,CCL)方法求解.最后提供了一个数值例子验证了方法的有效性.     

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.     

时滞线性系统振动主动控制的最优化方法

从时滞微分方程求解控制律，对时滞线性系统振动主动控制的最优化方法进行了研究，并给出了具体实现过程，推导出的控制律表达式中，不但包含有当前的状态反馈，还包含有前若干步控制的线性组合，算例结果显示，所提控制方法能够较好地控制系统的峰值响应，且能够保证控制系统的稳定性；若按无时滞控制设计对时滞系统进行振动控制，系统响应有可能发散。