基于LMI方法的网络闭环控制系统离散鲁棒模糊控制

针对网络闭环控制系统中时延和不同步等不确定因素,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,提出了一种新的网络闭环控制系统建模方法--具有时滞的不确定离散模糊T-S模型并在此模型的基础上,利用并行分布补偿原理和Lyapunov理论及LMI方法,证明了通过状态的静态反馈模糊控制,使闭环系统稳定的充分条件等价于求解一组LMI.仿真示例验证了该控制方法的有效性.     

基于LMI方法的网络闭环控制系统离散鲁棒模糊控制

针对网络闭环控制系统中时延和不同步等不确定因素,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,提出了一种新的网络闭环控制系统建模方法———具有时滞的不确定离散模糊T-S模型;并在此模型的基础上,利用并行分布补偿原理和Lyapunov理论及LMI方法,证明了通过状态的静态反馈模糊控制,使闭环系统稳定的充分条件等价于求解一组LMI。仿真示例验证了该控制方法的有效性.     

基于网络控制系统平均时延的模糊控制器设计

针对网络控制系统(NCS)中的随机时延问题,根据实际网络时延的分布情况,提出一种新的具有随机时廷的网络控制系统的建模方法--离散T-S模型,并在此基础上应用并行分布补偿原理(PDC)设计模糊控制器.同时提出一种新的模糊控制系统隶属函数的确定方法,利用Lyapunov定理和线性矩阵不等式(LMI)研究系统的稳定性问题,给出了基于LMI的模糊控制器的设计方法.最后通过仿真实例验证了该控制方法能使具有时延的网络控制系统稳定.     

非线性网络控制系统的故障检测

针对一类具有随机丢包的非线性网络控制系统,研究了系统的故障检测问题.基于T-S模糊模型将对象线性化,考虑了控制器和执行器之间、控制器和传感器之间的随机丢包现象,采用满足Bernoulli分布的二进制序列来描述数据传输的随机丢包.同时利用模糊主导子系统规则,设计了模糊观测器,给出了基于观测器闭环系统渐近稳定的充分条件,并通过数值仿真实验验证了该方法的有效性.     

网络控制系统的时延仿真研究与控制器设计

针对网络控制系统(NCS)中的随机时延问题,根据实际网络时延的分布情况,提出了一种新的具有随机时延的网络控制系统的建模方法-离散T-S模型,并用并行分布补偿原理(PDC)设计模糊控制器.同时提出一种新的模糊控制系统隶属函数的确定方法,利用Lyapunov定理和线性矩阵不等式(LMI)研究了系统的稳定性问题,给出基于LMI的模糊控制器的设计方法.最后通过仿真实例证明控制方法能够使具有时延的网络控制系统稳定.     

具有时延的网络控制系统控制器设计

针对一类存在随机时延的网络控制系统,传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动,提出了一种新的具有随机时延的网络控制系统的建模方法-离散模糊T-S模型,在此模型的基础上应用并行分布补偿（PDC）原理设计了模糊控制器。应用Lyapunov定理和线性矩阵不等式（LMI）方法,研究了系统的稳定性问题,给出基于LMI的状态反馈模糊控制器的设计方法。通过仿真实例验证控制方法能够保证系统稳定。     

非线性时延网络控制系统的模糊建模与控制

针对时变网络诱导时延小于一个采样周期的非线性时延网络控制系统,讨论系统的稳定性及控制器的设计方法.利用基于“IF-THEN”规则的模糊模型近似系统中的非线性,将时延的不确定性转化为系统参数的不确定性,从而将此类非线性网络控制系统建模为一类具有参数不确定性的离散Takagi-Sugeno（T-S）模糊模型.基于建立的模型,利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式方法,分析了系统的稳定性及模糊状态反馈控制器的设计方法,最后通过仿真实例验证了所提出方法的有效性.     

非线性时变时延系统的模糊采样最优控制

针对非线性时变时延系统,采用输入时延和自由权重矩阵方法研究模糊采样最优控制问题.应用T-S模糊系统表征非线性系统,控制器是零阶保持采样信号.由线性矩阵不等式给出最优控制准则,所设计的模糊采样控制器在闭环系统渐近稳定意义下可保证期望最优控制性能.最后,通过卡车拖车系统实验验证模糊采样控制设计方案的可行性.     

不确定非线性网络化系统的鲁棒H_∞控制

用T-S(Takagi-Sugeno)模糊方法研究了带有参数不确定的非线性网络化系统的鲁棒控制.首先,考虑到诱导时延和数据丢包等网络因素的影响,基于事件驱动的保持器的更新序列建立闭环反馈系统的采样模型,并将其转化为状态中附加两个时滞变量的连续T-S模糊系统.然后,利用时滞系统方法,分析不确定闭环模糊系统的鲁棒H∞性能,并设计相应的鲁棒H∞模糊控制器.最后,仿真例子表明了方法的有效性.     

一类复杂非线性系统的模糊控制

针对一类复杂非线性系统,把模糊T-S模型和自适应模糊逻辑系统结合起来,提出了一种跟踪控制方案.首先,应用模糊T-S模型对非线性系统建模,设计观测器用来观测系统状态:其次,应用基于权值、中心和宽度3个参数可调节的自适应时延模糊逻辑系统补偿器来消除建模误差和小确定性.文中证明了闭环系统满足期望的跟踪性能.示例仿真结果表明了该方案的有效性.     

不确定时滞模糊系统的鲁棒H∞网络控制

A robust H_∞networked control method for Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems with uncertainty and time delay is presented.A state feedback controller is designed via the networked control system (NCS) theory.Sufficient condition for robust stability with H_∞performance is obtained.Network-induced delay in network transmission and packet dropout are analyzed. Simulation result shows the validity of this control scheme.     

数据包丢失网络控制系统的保成本控制

针对同时具有不确定短时延及数据包丢失的网络控制系统,引入丢包补偿器补偿丢包对系统的影响,当发生数据包丢失时,控制器采用丢包补偿器产生的预估状态代替系统的真实状态计算控制量。同时考虑不确定短时延的影响,将网络控制系统建模为一类具有参数不确定的离散切换系统．利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,简称LMI)方法给出了系统的保成本控制器和丢包补偿器的协同设计方法,仿真结果表明所提出的方法是有效的。     

Observer-based adaptive fuzzy control for a class of nonlinear time-delay systems

An observer-based adaptive fuzzy control is presented for a class of nonlinear systems with unknown time delays. The state observer is first designed, and then the controller is designed via the adaptive fuzzy control method based on the observed states. Both the designed observer and controller are independent of time delays. Using an appropriate Lyapunov-Krasovskii functional, the uncertainty of the unknown time delay is compensated, and then the fuzzy logic system in Mamdani type is utilized to approximate the unknown nonlinear functions. Based on the Lyapunov stability theory, the constructed observer-based controller and the closed-loop system are proved to be asymptotically stable. The designed control law is independent of the time delays and has a simple form with only one adaptive parameter vector, which is to be updated on-line. Simulation results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.     

一类基于非线性状态观测器的鲁棒故障检测

本文提出了一种新的基于非线性状态 观测器的鲁棒故障诊断策略．该方法在传统故障检测滤波器（FDF）的基础上,针对一类满 足Lipshitz条件的仿射非线性系统,构造了非线性故障检测滤波器,给出了故障检测增益阵 的设计算法及其闭环观测误差系统稳定性的证明,解决了非线性系统的故障可检测性问题． 在残差决策阶段,采用模糊自适应门限的判决方法,提高了故障检测的鲁棒性．最后,针对 歼击机结构故障的仿真,验证了本文方法的有效性．     

Fast adaptive fault estimation and accommodation for nonlinear time‐varying delay systems

This paper studies the problem of fault estimation and accommodation for a class of nonlinear time‐varying delay systems using adaptive fault diagnosis observer (AFDO). A novel fast adaptive fault estimation algorithm that does not need the derivative of the output vector is proposed to enhance the performance of fault estimation. Meanwhile, a delay‐dependent criteria is obtained based on free weighting matrix method with the purpose of reducing the conservatism of the AFDO design. On the basis of fault estimation, an observer‐based fault‐tolerant controller is designed to guarantee the stability of the closed‐loop system. In terms of matrix inequality, we derive sufficient conditions for the existence of the adaptive observer and fault‐tolerant controller. Simulation results are presented to illustrate the efficiency of the proposed method. Copyright © 2009 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

Minimum rational entropy fault tolerant control for non-Gaussian singular stochastic distribution control systems using T-S fuzzy modelling

In this paper, a new fault diagnosis (FD) and fault tolerant control (FTC) algorithm for a non-Gaussian nonlinear singular stochastic distribution control (SDC) system is studied. The rational square-root fuzzy logic model is used to approximate the output probability density function of non-Gaussian processes and a Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model is employed to transform the non-Gaussian nonlinear SDC system into a fuzzy SDC system. An adaptive fuzzy fault diagnosis observer is constructed to achieve reconstruction of system state and fault. Based on the estimated fault information, the controller is reconfigured by minimising the performance index with regard to the rational entropy subjected to mean constraint. Minimum rational entropy fault tolerant control is introduced to make the output of the past-fault SDC system still have the minimum uncertainty. Simulation results are provided to demonstrate the validity of the FD and minimum rational entropy FTC algorithm.     

基于PI 观测器的奇异摄动系统故障诊断和最优容错控制

针对线性奇异摄动系统, 提出一种基于PI (proportional integral) 观测器的故障诊断和最优容错控制方法. 基于奇异摄动系统相关理论和矩阵变换技术, 给出PI 全维观测器存在的条件, 该观测器可以观测系统的快慢状态和故障系统的状态. 在估测到系统状态的基础上进一步考虑最优性, 应用最优控制理论, 设计状态反馈控制器, 提出基于PI 观测器的故障诊断器和最优容错控制器的设计方法. 最后的数值算例验证了所提出方法的可行性和正确性.

     

基于故障诊断观测器的输出反馈容错控制设计

针对自适应故障诊断观测器需要误差系统满足苛刻的严格正实条件(Strictly positive real, SPR)和难于处理输出存在扰动的不确定性系统等问题, 提出了一种新型的增广故障诊断观测器的设计方法, 不仅显著地拓宽了自适应故障诊断观测器的适用范围, 而且其具有处理系统扰动的良好性能. 在故障估计的基础上, 提出了动态输出反馈容错控制的设计方法, 避免了基于观测器的状态反馈容错控制的设计难点. 同时, 故障诊断观测器和输出反馈容错控制是分开设计的, 并且又考虑了各自的性能, 简化了设计过程. 最后, 通过仿真实验验证了所提方法的有效性.