传输时延和数据包丢失的网络化系统预测控制

针对具有传输时延和数据包丢失的网络化系统研究了有约束模型预测控制问题。考虑网络控制系统中同时存在时延和丢包的情况,给定时延和丢包的上界值,用预测控制器产生的对应时刻的控制输入补偿网络时延和数据包丢失,通过建立时延状态矩阵将系统模型进行分类并视为切换系统,并通过构造切换Lyapunov函数证明了切换系统的稳定性。为了在提高系统性能的基础上减少计算量,利用部分滚动优化方法进行控制器设计,给出了性能指标的上界和系统渐进稳定的充分条件,通过在线求解LMI问题得到状态反馈控制律。仿真研究验证了该方法的有效性。     

具有全扰动的不确定多时滞系统的鲁棒H_∞控制

在具有全扰动情形下 ,考虑了多时滞不确定性系统的鲁棒镇定及鲁棒H∞ 控制问题 ,将LMI方法引入了一般化系统的鲁棒H∞ 控制问题中。在此基础上 ,进一步考虑了一类非线性扰动问题 ,并较深入全面地分析了这一类方法的内在处理机制。最后应用一种改进型Razumikhin引理解除了前述方法中通常对滞后函数导数界的限制 ,同样应用LMI方法得到了相应的鲁棒镇定及鲁棒 H∞ 控制问题的结果。     

不确定关联时滞大系统的分散鲁棒控制

研究不确定关联时滞大系统的分散鲁棒控制问题,其中不确定性满足范数有界条件.应用线性矩阵不等式(LMI)的方法,得到了系统存在分散鲁棒控制器的充分条件.同时研究了当系统状态不可测时,基于观测器的使系统鲁棒镇定的充分条件.     

城市轨道交通列车分数阶控制算法研究

实现全自动驾驶是城市轨道交通列车未来的发展方向,速度控制算法作为列车自动驾驶系统(Automatic Train Operation,ATO)的核心,对于列车的控制性能具有重要的影响。本文使用了分数阶PIλDμATO速度控制算法,采用Tustin直接离散化作为分数阶PIλDμ控制器的数值离散化方法,完成了分数阶PIλDμ控制器的设计与实现,并将该控制器应用于列车自动运行系统中。仿真研究表明,与传统的整数阶PID控制算法相比较,分数阶PIλDμATO速度控制算法能很好地满足列车运行的基本指标,从而验证了其较好的鲁棒性和适应性。     

不确定时滞系统的H∞鲁棒控制——增广Riccati方程方法

研究一类其不确定性满足范数有界分解条件的时滞系统的H∞ 鲁棒控制器设计问题。通过引入附加向量得到增广时滞系统 ,从而利用增广Riccati方程方法实现系统的等效二次鲁棒镇定和H∞ 镇定的约束条件。该方法对增广Riccati方程的求解克服了一般性的Riccati方程求解需要盲目试凑的局限性。最后的数值例子进一步说明了该方法的有效性     

基于观测器的非线性系统执行器死区故障的自适应跟踪控制

研究了一类具有不对称执行器死区故障的非线性系统的跟踪控制问题。基于扩张观测器,提出了一种新的自适应跟踪控制方法。取消了系统所有状态完全可测的限制。在死区模型所有参数以及系统非线性不确定项上界均未知的情况下,所设计的自适应控制器可以很好地消除执行器死区故障的影响,保证跟踪误差有界。仿真结果表明该方法的有效性。     

障碍物与多目标约束下主动传感器网络自组织运动规划

为解决障碍物环境与多目标约束下主动传感器网络自组织运动规划问题,提出了一种分阶段无碰撞运动规划方法。首先,将目标价值及距离代价转化为收益,以系统收益最大为目标,设计了一种基于拍卖算法的多目标选择机制。在每个传感器节点选择各自目标基础上,提出一种改进的快速扩展随机树算法。相比于传统的快速扩展随机树算法,所提出的改进算法引入了启发式函数,减少了不必要的轨迹路径,进而降低轨迹规划时间。最后,给出了主动传感器网络在不同障碍环境下的规划路径,验证了所提算法的优越性。     

时变时滞不确定系统鲁棒完整性控制

研究了具有结构不确定和时变时滞特性系统的时滞依赖鲁棒完整性控制器设计问题.利用Newton-Leibniz转换关系式中各项间的相互联系而获得了新的时滞依赖稳定性指标,该指标保守性较小.基于该时滞依赖稳定性指标,结合Lyapunov稳定性理论和LMI方法,针对系统可能发生传感器或执行器故障的情况,给出了时滞依赖完整性控制器的设计方法.仿真研究表明,所设计的完整性控制器对传感器和执行器故障具有良好的稳定作用.     

线性不确定随机系统时滞相关的H∞滤波

研究了一类带有时变状态时滞和参数不确定性的连续时间线性随机系统的鲁棒H_∞滤波问题。目的是设计一个线性滤波器使滤波误差动态系统是指数均方稳定的,并满足给定的H_∞性能指标。应用描述符系统模型转换,建立了新的Lyapunov-Krasovskii 函数。通过引入自由加权矩阵,消除了Lyapunov矩阵和系统矩阵的乘积项,从而无需在滤波器设计过程中对Lyapunov矩阵作任何约束,这在很大程度上降低了滤波器设计的保守性。基于LMI方法,针对精确已知随机系统和带有结构不确定性的随机系统,分别提出了时滞相关的鲁棒H_∞滤波器存在的充分性条件。仿真结果表明所提出的设计方法是有效的。