Robust H∞ integrity design of networked control system with quantizing error

针对同时存在时变时延、丢包和信息量化的参数线性不确定网络化控制系统,在执行器失效故障和外界有限能量扰动共存的情形下,基于状态多时延模型,通过构造时滞且量化误差依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,给出了使不确定网络化控制系统具有鲁棒H∞完整性的判决准则和控制器的设计方法.还进一步讨论了故障网络化控制系统稳定运行的最大允许时延和最大允许量化误差,并以此为依据对H∞性能指标进行了优化,给出了鲁棒H∞最优容错控制器设计方法.由于模型中考虑了时延下界,证明过程引入适当自由权矩阵变量且未进行模型转换,使得其结果具有较少保守性.仿真结果验证了该方法的有效性.     

网络控制系统H∞鲁棒控制器设计

针对存在不确定时延的网络控制系统, 将未知扰动和建模误差转换为满足给定约束的矩阵, 建立具有参数不确定性的网络控制系统模型。基于Lyapunov稳定性理论证明控制系统渐近稳定, 结合线性矩阵不等式完成H∞鲁棒控制器设计。通过仿真实验, 比较在不同时延条件下系统的状态响应曲线, 结果证明所设计的H∞鲁棒控制器可以解决系统中存在不确定建模误差、干扰和时延等问题, 具有一定的鲁棒性。     

一种少保守性的NCS 鲁棒H∞ 保性能容错控制

研究一类含有时变时延和丢包的网络化控制系统的鲁棒H∞保性能容错控制问题．基于一种状态多时延模型,推导出确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒H∞保性能的时滞依赖充分条件,并针对求解具有LMIs约束的凸优化问题,给出了最优鲁棒如保性能容错控制器的设计方法．由于新模型中考虑了时延下界,且证明过程引入了适当自由权矩阵变量,所得结果具有较少保守性．仿真实例验证了所提出方法的有效性．     

一类远程控制系统的时延补偿H∞鲁棒控制

针对一类有扰动的多时延不确定模型的远程控制系统,为了有效减少网络时延对系统的影响,提出了一种改进Smith补偿H∞鲁棒控制算法;在给出系统体系结构的基础上,应用改进Smith补偿器将含有网络时延的系统鲁棒性能问题转化为无时延的鲁棒性能问题,并对系统存在的模型不确定性和干扰问题引入H∞混合灵敏度设计方法设计了鲁棒控制器;此方法适用于工业现场为无线传感器网络的远程控制系统,通过对存在乘积性的不确定系统进行仿真研究,证明该算法具有良好的控制品质和动态性能。     

网络环境下不确定时滞系统鲁棒H∞控制

研究了网络环境下不确定时滞系统的鲁棒 H∞ 控制器的设计问题. 在综合考虑网络的非理想状况下, 建立一种新的网络控制模型. 然后利用 Lyapunov Krsasovskii 泛函方法,通过引入自由矩阵, 得到网络控制系统的 H∞ 鲁棒稳定条件和相应的鲁棒 H∞ 时滞状态反馈控制器的设计方法. 实例表明了本文所得结果的有效性.     

不确定NCS动态输出反馈鲁棒H}保性能容错控制

针对存在时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑到参数不确定性和有限能量外部扰动的影响,采用动态输出反馈控制策略,研究了执行器发生失效故障时系统的鲁棒H∞保性能容错控制问题。通过构造一种包含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了闭环系统对执行器失效故障具有鲁棒H∞保性能的时滞和时滞变化率相关的充分条件,并以求解LMIs的方式给出了控制器的设计方法。最后以一个仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性。由于推证中未进行模型转换,时延分段处理的同时充分运用了各种时延信息,因此在减少结论保守性的前提下使容错满意度得以提高。     

不确定NCS动态输出反馈鲁棒H∞保性能容错控制

针对存在时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑到参数不确定性和有限能量外部扰动的影响,采用动态输出反馈控制策略,研究了执行器发生失效故障时系统的鲁棒H∞保性能容错控制问题.通过构造一种包含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了闭环系统对执行器失效故障具有鲁棒H∞保性能的时滞和时滞变化率相关的充分条件,并以求解LMIs的方式给出了控制器的设计方法.最后以一个仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性.由于推证中未进行模型转换,时延分段处理的同时充分运用了各种时延信息,因此在减少结论保守性的前提下使容错满意度得以提高.     

饱和约束下NNCS鲁棒容错少保守性判据与设计

对执行器饱和约束与故障情形下不确定非线性网络化控制系统(NNCS)的鲁棒H∞容错设计问题进行了研究。为了获得少保守性判据准则,构造了适当的时滞依赖Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函,采用了一种下界比常用Jensen积分不等式更紧的改进型Wirtinger积分不等式,推导出了使执行器饱和闭环故障NNCS具有鲁棒H∞容错性能的少保守性判据,并通过求解LMIs的方式给出了鲁棒容错控制器的设计方法。最后,通过仿真算例验证了所提方法的有效性,进而又求取了最大允许时延及最小扰动抑制率,并与已有类似结果进行比较,揭示了本方法所得结论的少保守性;另外,所提方法由于亦未引入除L-K泛函以外的决策变量,因此具有较低计算复杂度。     

网络化非线性系统的非脆弱H∞控制

具有对数量化、网络诱导时延和数据包丢失的网络化Lipschitz非线性系统控制器,存在参数摄动问题。为此,设计一种加性非脆弱状态反馈H∞控制器。将数据量化和网络诱导时延对被控系统的影响,转化为系统的不确定参数,网络化控制系统建模为马尔可夫跳变系统。采用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出网络化Lipschitz非线性系统的加性非脆弱状态反馈H∞控制器存在的充分条件,该非脆弱H∞控制器可通过解线性矩阵不等式求出。仿真结果表明,当控制器存在参数摄动时,与传统控制器相比,非脆弱控制器不仅能使被控系统稳定,而且满足设定的H∞性能指标。     

执行器饱和不确定NCS 非脆弱鲁棒容错控制

针对存在时变时延和丢包的不确定网络化控制系统(NCS), 同时考虑执行器饱和、控制器参数摄动以及非线性扰动等约束, 研究执行器发生结构性失效故障时系统的鲁棒容错多约束控制问题. 基于时滞依赖Lyapunov 方法和容错吸引域定义, 采用状态反馈控制策略推证出了闭环故障不确定网络化控制系统稳定的少保守性不变集充分条件, 并给出了非脆弱鲁棒容错控制器的设计方法以及最大容错吸引域的估计. 仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性.

     

考虑执行器故障的鲁棒H可靠控制

本文采用比离散模型更一般的连续增益故障模型，提出了线性不确定系统考虑执行器故障鲁棒H∞可靠控制问题，利用 LMI分别给出了多故障鲁棒 H∞可靠控制器和单故障鲁棒 H∞可靠控制器存在的充分条件。在故障情况下，保证闭环系统渐近稳定和可接受的性能指标基础上，优化了无故障正常情况下的指标。在仿真实例中，不仅验证所提出方法的可行性，而且比较了鲁棒 H∞正常控制器和鲁棒 H∞可靠控制器的控制效果，进一步看出对系统进行最优鲁棒 H∞可靠控制器设计的必要性。     

考虑执行器故障的鲁棒H∞可靠控制

本文采用比离散模型更一般的连续增益故障模型，提出了线性不确定系统考虑执行器故障鲁棒H∞可靠控制问题，利用LMI分别给出了多故障鲁棒H∞可靠控制器和单故障鲁棒H∞可靠控制器存在的充分条件。在故障情况下，保证闭环系统渐近稳定和可接受的性能指标基础上，优化了无故障正常情况下的指标。在仿真实例中，不仅验证所提出方法的可行性，而且比较了鲁棒H∞正常控制器和鲁棒H∞可靠控制器的控制效果，进一步看出对系统进行最优鲁棒H∞靠控制器设计的必要性。     

不确定Delta算子系统的鲁棒H∞重构控制

讨论一类含有参数不确定和执行器故障的Delta算子系统鲁棒H∞重构控制设计问题.通过利用故障检测与隔离(FDI)技术,在考虑不可检测故障执行器输入为能量有界的干扰信号情形下,基于H∞干扰抑制的思想,给出了系统可鲁棒H∞镇定的充分条件.所设计的控制器可使闭环系统鲁棒稳定,而且对可允许的不确定性和执行器故障具有一定的H∞性能.数值例子说明了本文设计方法的有效性.     

含有不确定时延网络控制系统的鲁棒H∞控制

研究了存在不确定时延的网络控制系统的鲁棒H_∞控制器设计方法。首先讨论了系统的建模问题,针对传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动,考虑不确定时延小于一个采样周期的情况,网络控制系统可建模为一类具有不确定性的线性离散时延系统,利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式方法,推导出闭环控制系统渐近稳定且H_∞范数小于性能指标γ的充分条件,并给出动态输出反馈H_∞控制律设计方法。通过Matlab数值仿真,证明了该设计方法的有效性。     

基于动态反馈控制器的网络控制系统的稳定性分析

考虑实际模型的不确定性,针对一类具有不确定线性参数的网络控制系统,给出具有网络诱导时延及不确定线性参数的被控对象模型,设计其动态反馈控制器,建立基于动态反馈控制器的网络控制系统闭环模型.采用Lyapunov方法,给出保证该系统稳定的最大允许时延上界.仿真结果表明系统模型及控制器设计的合理性,所得最大允许时延上界保守性更弱.     

具有区间快变时延的NCS H∞鲁棒容错控制

针对存在时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑参数不确定性和有限能量外部扰动的影响,研究了执行器或传感器失效时系统的H∞鲁棒容错控制问题.将丢包当作一种特殊时延,考虑综合时延的区间快变特性,采用状态反馈控制策略,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出了闭环系统对执行器或传感器失效故障具有H∞鲁棒...     

短时延网络控制系统的鲁棒H 2 öH ∞状态观测器设计

针对受白噪声干扰的短时延网络控制系统,将随机时延对系统的影响转化为未知有界不确定项,在不改变闭环系统结构的前提下,利用鲁棒控制理论提出了系统的H2/H∞状态观测器设计方法;证明了所设计状态观测器估计输出对随机时延引起的不确定项的H∞鲁棒性,给出了估计输出对白噪声干扰的鲁棒H2性能指标的求解方法和观测器增益阵的确定方法.最后通过仿真实例证实了所设计状态观测器的有效性和鲁棒性.     

不确定奇异周期系统的鲁棒容错H_∞控制

针对一类具有外部扰动输入的不确定奇异周期系统,研究了该类系统的鲁棒容错H∞控制的问题,其中不确定性存在于系统的状态矩阵和输入矩阵当中,且满足范数有界条件。利用线性矩阵不等式(LMI)和李雅普诺夫不等式的分析方法提出了不确定奇异周期系统的鲁棒二次稳定和鲁棒二次可镇定且具有H∞性能指标的概念,得到了该类系统鲁棒容错H∞控制的充分和必要条件,并给出了系统状态反馈鲁棒容错H∞控制器的设计方法,所设计的H∞控制器既保证了闭环系统对故障发生时的鲁棒性,又能保证系统满足一定的H∞性能γ。研究成果是不确定奇异定常系统鲁棒容错H∞控制结论向不确定奇异周期系统的推广,因而具有较大的理论意义。最后,文章给出的数值算例证明了结论的有效性。     

不确定奇异周期系统的鲁棒容错H_∞控制北大核心CSCD

针对一类具有外部扰动输入的不确定奇异周期系统,研究了该类系统的鲁棒容错H∞控制的问题,其中不确定性存在于系统的状态矩阵和输入矩阵当中,且满足范数有界条件。利用线性矩阵不等式(LMI)和李雅普诺夫不等式的分析方法提出了不确定奇异周期系统的鲁棒二次稳定和鲁棒二次可镇定且具有H∞性能指标的概念,得到了该类系统鲁棒容错H∞控制的充分和必要条件,并给出了系统状态反馈鲁棒容错H∞控制器的设计方法,所设计的H∞控制器既保证了闭环系统对故障发生时的鲁棒性,又能保证系统满足一定的H∞性能γ。研究成果是不确定奇异定常系统鲁棒容错H∞控制结论向不确定奇异周期系统的推广,因而具有较大的理论意义。最后,文章给出的数值算例证明了结论的有效性。     

基于自组织模糊CMAC神经网络的不确定系统的H∞鲁棒自适应控制

针对一类不确定系统，提出一种基于自组织模糊小脑模型（SOFCMAC）神经网络的H∞鲁棒自适应控制方法，通过设计标称系统的H∞控制器，并采用SOFCMAC神经网络在线对消系统的建模不确定性产生的误差，可保证不确定闭环稳定并具有H∞性能，证明了SOFCMAC神经网络H∞鲁棒自适应控制系统的稳定性，仿真算例表明了该方法的有效性。