一类非线性网络控制系统镇定的新方法

研究了一类非线性网络控制系统(Networked control systems, NCSs)的镇定问题. 在一般的网络环境中, 通过平行分布补偿技术, 将非线性NCS建模为包含一个稳定子系统和一个可能不稳定子系统的模糊时滞切换系统. 利用分段Lyapunov泛函方法和平均驻留时间方法, 得到了非线性NCS指数稳定的充分条件, 并以线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI) 形式给出了模糊控制器的设计方法. 最后通过数值例子说明了所给方法的有效性.     

转移概率未知下具有双Markov 链的网络控制系统控制器设计

研究一类基于Markov模型的网络控制系统的稳定性和镇定控制器设计问题.针对网络控制系统中受控对象模型的随机切换和通信过程中的丢包问题,利用具有两个独立Markov链的离散时间Markov跳跃系统进行建模.在该Markov跳跃系统模态转移概率矩阵部分元素未知的情况下,充分考虑转移概率的约束条件,给出系统可镇定的充要条件和状态反馈控制器的设计方法.最后通过仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

事件驱动的网络化系统最优控制

针对随机事件驱动的网络化控制系统, 研究其中的有限时域和无限时域内最优控制器的设计问题. 首先, 根据执行器介质访问机制将网络化控制系统建模为具有多个状态的马尔科夫跳变系统; 然后, 基于动态规划和马尔科夫跳变线性系统理论设计满足二次型性能指标的最优控制序列, 通过求解耦合黎卡提方程的镇定解, 给出最优控制律的计算方法, 使得网络化控制系统均方指数稳定; 最后, 通过仿真实验表明了所提出方法的有效性.

     

一类不确定切换系统的鲁棒状态反馈镇定

研究了一类扰动项不满足匹配条件的不确定切换系统的鲁棒镇定问题.在每个子系统均不能镇定的情况下,利用完备性条件和多李雅普诺夫函数方法,分别得到了不确定切换系统可镇定的充分条件.状态矩阵和控制输入矩阵同时带有时变、未知且有界的不确定性,基于凸组合技术和LMI方法,设计出鲁棒状态反馈控制器及相应的切换策略,使得闭环系统在其平衡点处是渐近稳定的.最后仿真结果表明所设计的控制器及切换策略的正确有效性.     

对“基于切换频度的马尔科夫网络控制系统均方指数镇定”一文的更正

《自动化学报》2012年38卷第5期第876-881页刊载的题为"基于切换频度的马尔科夫网络控制系统均方指数镇定"的论文中有若干错误,特更正如下:1)第879页左栏式(10)删去,式(11)更正为     

基于降维观测器的网络控制系统的容错控制

针对被控对象是线性定常系统的网络控制系统,设传感器与控制器均为时间驱动,未能成功传输数据的传感器节点视为暂时失效,将网络控制系统建模为一类具有时变传感器"故障"的系统。此类系统相当于一个有限子系统的切换系统。借助容错控制和切换系统理论,利用Luenberger降维观测器估计系统状态,采用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式描述方法,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件和控制器的设计方法。通过Matlab数值仿真算例,证明了分析方法和结果的有效性。     

一类切换模糊时滞组合系统的分散镇定

提出了切换模糊时滞组合系统模型,并研究了状态和互联项具有时滞情况下的分散镇定问题.当每个互联子系统中的每个切换子系统具有有限个备选的状态反馈控制器,且单一控制器均不能保证系统稳定的情况下,利用多Lyapunov函数方法给出了时滞相关的矩阵不等式条件和分散切换律设计方法,使系统在所提出的分散切换律和分散控制器下渐近稳定.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

基于牵制控制的切换布尔网络的分布式集合镇定

切换布尔网络是一种典型的网络化控制系统, 在基因调控、信息安全、人工智能、电路设计等领域具有重 要应用. 本文基于牵制控制方法, 研究切换布尔网络在任意切换下的分布式集合镇定问题. 首先, 利用矩阵半张量积 方法,得到切换布尔网络的代数形式. 其次, 基于代数形式, 提出构造性的算法来实现切换布尔网络在牵制控制的 作用下任意切换集合镇定, 并设计出状态反馈牵制控制器. 再次, 利用逻辑矩阵分解技术和分布式控制方法, 设计任 意切换下切换布尔网络的分布式集合镇定控制器, 并提出分布式控制器存在的充分条件. 文中给出3个例子来说明 所获得结果的有效性.     

时变线性切换系统的指数镇定

研究满足驻留时间条件的时变线性切换系统的指数镇定问题.在一致完全可控条件下,引入带权可控性格拉姆矩阵设计出参数化的反馈控制器,利用比较原理给出状态转移矩阵的超调估计.针对驻留时间已知和未知两种情况,通过选择设计参数消除切换产生的超调影响,建立了两个指数镇定结论.最后以仿真实例验证本文结论.     

一类时滞切换大系统的分散控制器设计

考虑一类常数时滞切换大系统的分散状态反馈控制器设计问题。在低维时滞子系统的单个子系统均不能被镇定的情况下,基于凸组合技术和线性矩阵不等式方法,设计出分散控制器和分散切换律,保证闭环系统渐近稳定。仿真结果表明所设计方法的可行性和有效性。     

具有双边随机时延和丢包的网络控制系统稳定性分析

针对具有双边随机网络时延和丢包的网络控制系统,首先基于Markov的随机过程描述系统丢包的特性;然后利用系统增广矩阵的方法建立参数不确定的离散时间跳变系统模型,在考虑Markov链转移概率矩阵中部分元素未知甚至完全未知的条件下,采用Lyapunov稳定理论和随机理论的分析方法,设计依赖于丢包特性且满足系统均方稳定要求的时变控制器;最后通过数值算例仿真表明所提出方法的有效性.     

Stability of linear discrete switched systems with delays based on average dwell time method

This paper deals with the problem of exponential stability for a class of linear discrete switched systems with constant delays.The switched systems consist of stable and unstable subsystems.Based on the average dwell time method, some switching signals will be found to guarantee exponential stability of these systems.The explicit state decay estimation is also given in the form of the solutions of linear matrix inequalities(LMIs).An example relating to networked control systems(NCSs) illustrates the effect...     

Exponential stabilization of networked control systems and design of switching controller

This paper deals with the problem of switching between an open-loop estimator and a close-loop estimator for compensating transmission error and packet dropout of networked control systems. Switching impulse is considered in order to reduce the error between theory and application, a sufficient condition for exponential stabilization of networked control systems under a given switching rule is presented by multiple Lyapunov-like functions. These results are presented for both continuous-time and discrete-time domains. Controllers are designed by means of linear matrix inequalities. Sim- ulation results show the feasibility and efficiency of the proposed method.     

Exponential stabilization of networked control systems and design of switching controller

1 Introduction Networked control systems (NCS) are feedback control systems whose feedback paths are implemented by a real- time network. This type of systems has advantages of more ?exibility with respect to traditional control systems. It also allows for reduced wiring, as well as a lower installation cost. Examples of such systems can be seen in remote sur- vey [1], telerobotics [2], unmanned aerial vehicles [3] and remote control laboratory [4,5]. Most of the times, sensors will transmit…     

Robust exponential stabilization for network-based switched control systems

It has become a common practice to employ networks in control systems for connecting controllers and sensors/actuators on controlled plants and processes. A network-based switched control system, as a special case of networked control systems, is studied. Such a system is represented with network-induced delays and packet dropout as a switched delay system. Sufficient conditions for robust exponential stability are derived for a class of switching signals with average dwell time. A stabilization design for continuous-time, linear switched plant with nonlinear perturbation under a given communication network via a hybrid state feedback controller is proposed. A hybrid controller design is network-dependent and given in terms of linear matrix inequalities.     

离散时间两层切换系统的鲁棒指数几乎处处稳定性

提出了一种新类型的切换系统——两层切换系统(Two-level switched systems, TSSs),其顶层切换是确定的,底层切换为随机的且由多个Markov链支配.基于持续驻留时间(Persistent dwell-time, PDT)方法,研究了TSS存在参数不确定性情况下的鲁棒指数几乎处处(Exponential almost sure, EAS)稳定性,以线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)形式给出了一个充分条件.最后通过数值仿真例子验证了本文方法的有效性.     

DoS攻击下随机系统的攻击参数依赖型观测器与控制器协同设计EI北大核心CSCD

本文研究了拒绝服务攻击下网络随机控制系统的攻击参数依赖型观测器与控制器协同设计问题.首先,将拒绝服务(DoS)攻击建模为周期脉宽调制干扰信号,并构造了Luenberger观测器来估计不可测的系统状态.其次,设计了基于观测器的控制器,提出一种新的切换随机系统模型.然后,引入DoS攻击参数依赖型随机时变李雅普诺夫函数分析切换随机系统.给出了切换随机系统均方指数稳定的判据,并使闭环系统具有L_(2)增益性能水平.同时通过应用矩阵不等式技术,给出了攻击参数依赖型观测器与控制器的协同设计方案.最后,以一种飞行器系统为例,验证了该方案的有效性.     

基于局部交叠异步切换的网络控制系统故障检测

针对存在时变短时延和丢包的网络控制系统故障检测问题,将非线性对象建模为线性切换系统.考虑工程中存在的局部交叠切换律,将切换系统划分为若干局部交叠切换于系统.同时,考虑滤波器切换滞后引起的异步切换问题,进一步将系统增广为局部交叠异步切换系统.在此基础上,结合公共Lyapunov函数和平均驻留时间方法,以LMI形式给出检测滤波器设计方法.最后,通过某网络化飞行器的全包线飞行验证了所提出方法的有效性.