DoS攻击下网络控制系统的记忆型事件触发控制

针对一类网络化控制系统，当考虑网络控制系统遭受PWM （Pulsewidth-Modulated）型DoS （Denial-of-Service， DoS）攻击时，提出一种基于缓存机制的记忆型事件触发机制策略.本文考虑的DoS攻击可检测，并且攻击的周期时长以及每周期内的最短休眠时间已知.为了减少网络控制系统中数据包的发送频次，本文设计了基于相对误差的新型事件触发策略，与传统事件触发策略相比，通过增加缓存器来有效利用已经发送的历史采样数据，最终达到改善系统动态过程的目的.接下来，综合考虑网络攻击和事件触发方案，建立了网络化切换系统模型，构造分段李雅普诺夫泛函，推导出系统指数稳定的结论并且对控制器增益及事件触发参数进行协同设计.最后，通过仿真案例，验证了所提出方法的有效性.     

基于事件触发的网络化T-S模糊系统容错控制

研究了基于事件触发的网络化T-S模糊系统容错控制问题．首先针对一类具有随机执行器故障的网络化T-S模糊系统,提出一种有效减少数据传输量的事件触发机制．然后在综合考虑事件触发机制和控制器与T-S系统前件变量的异步的情况下,建立一种能同时描述事件传送策略、执行器失效、网络诱导时延和异步前件变量的新颖模型．利用李亚普诺夫泛函方法,得到保守性较小的闭环T-S系统均方渐近稳定条件和相应的容错控制器设计方法．实例表明了本文所得结果的有效性．     

基于事件触发机制的神经网络同步控制

对于混合时滞神经网络同步控制中控制器存在随机摄动的问题，提出一种基于事件触发机制的非脆弱控制器。首先，使用一个服从伯努利分布的随机变量描述控制器增益摄动存在的随机性；其次，在神经网络同步控制过程中引入事件触发机制；接着，构造一个新颖的双边李雅普诺夫函数，充分考虑系统状态信息，同时利用改进的积分不等式对泛函导数进行放缩，得到同步误差系统指数稳定性的充分条件；最后，基于解耦技术设计了非脆弱控制器。通过仿真实例验证了所提控制器的有效性。实验结果表明，在四罐系统中，在相同采样周期下，与现有的指数衰减系数相比，所提控制器获得的指数衰减系数提升了0.16。     

事件触发机制下分布时滞网络化控制系统H∞故障检测

研究事件触发机制下具有不可靠通信的离散网络化控制系统的H_∞故障检测问题,首先,为了节约网络资源,采用事件触发机制来判断采样数据是否传输到网络中;其次,利用Bernoulli 随机变量描述数据在网络传输中的丢包,综合考虑以上约束,建立一种能同时描述事件触发策略、数据丢包、分布时滞和时变时滞的网络化控制系统模型,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式求解方法将故障检测滤波器的设计转化成H_∞凸优化问题;最后,通过数值仿真验证事件触发机制下的故障检测滤波器不仅节约网络资源而且可以有效地检测出系统故障信息.     

基于事件触发的神经网络控制器稳定性分析

针对非线性系统稳定性问题,设计了基于事件触发的神经网络控制器来稳定非线性系统,控制器只有在触发规则满足的条件下,才更新控制参数,降低了网络传输率。算法开始先建立非线性系统模型,在采样过程中引入事件触发机制,并且设计了神经网络控制器,对于系统中包含的传输时滞,引入系统时滞模型,运用输入延迟法将同步控制器求解问题转化为时滞系统的稳定性问题。再通过构造分段Lyapunov-Krasovskii泛函并结合Jensen不等式,给出了非线性系统稳定条件。与传统数据采样系统相比,本文所提出的方法有效地增大了采样间隔,结尾通过例子仿真验证了所提出方法的有效性。     

基于事件触发的Buck型DC-DC变换器有限时间控制

针对Buck型DC-DC变换器输出电压跟踪控制问题,提出了一种基于事件触发机制的有限时间控制方案。首先,将Buck变换器建模成一类反馈型非线性系统。然后,为能有效地避免通信资源的浪费,通过构造一种状态变换设计了一种事件触发机制;同时,利用反步法,设计了系统的状态反馈控制器,该控制器在事件触发时刻更新;然后,基于所设计的事件触发控制器,利用有限时间Lyapunov稳定性理论分析了系统的稳定性,并证明了所设计的控制方案不会发生Zeno现象;最后,通过Buck变换器仿真实例验证了所提出的事件触发控制方案的有效性,仿真结果表明了在所设计的控制方案下,Buck型DC-DC变换器的输出在有限时间内可以达到期望值,同时还能减少通信资源的浪费。     

任意相对阶下非线性切换系统的事件触发漏斗控制

针对一类具有任意相对阶且带有部分非输入到状态稳定逆动态的非线性切换系统, 提出一种动态事件触 发漏斗跟踪控制方案. 首先, 引入一个虚拟输出将任意相对阶的非线性切换系统转换为相对阶为一的非线性切换系 统. 其次, 设计各子系统的事件触发漏斗控制器和切换的动态事件触发机制, 解决候选事件触发漏斗控制器和子系 统之间的异步切换问题, 所提方案消除已有文献中为所有子系统设计共同控制器带来的保守性. 在一类具有平均驻 留时间切换信号的作用下, 保证切换闭环系统的所有信号都是有界的, 且跟踪误差一直在预设的漏斗内演化, 并排 除采样中的奇诺现象. 最后, 一个仿真例子验证方案的实用性和有效性.     

离散Markov跳变系统事件触发H∞量化输出反馈控制

主要研究了基于事件触发机制的离散Markov跳变系统的量化H∞输出反馈控制问题,对系统的建模、稳定性分析、控制器设计等三个方面进行了研究。首先,提出了事件触发通信机制来确定当前采样数据是否能够传输到控制器当中。其次,在传感器与控制器之间引入对数量化器,利用扇形有界方法,量化采样数据达到降低网络中的数据传输速率的目的。接下来,考虑网络诱导时延建立一种具有外部扰动的Markov跳变时滞系统。构造Lyapunov-Krasovskii 泛函,得到使闭环系统渐近稳定且满足H∞性能指标的充分条件,在此基础上设计相应的输出反馈控制器。最后通过数值仿真来证明本文所提方法的有效性。     

基于事件触发的故障诊断与动态调节集成设计

本文发展了一种事件触发采样与更新检测机制、故障诊断及调节的集成设计框架.事件触发技术不仅用于传感器端,同时也用于容错控制器端.所设计的故障诊断观测器能够应用基于事件触发的非均匀采样输出同时估计故障和系统状态,基于所获得的状态和估计信息,构造事件触发更新检测器和动态容错控制器,进而借助于增广系统方法来集成设计两个事件触发检测器、故障诊断观测器和容错控制器,以保证故障系统的性能,同时尽可能的降低传感器、控制器、执行器三者之间的信息传输频率.仿真实例验证了所提方法的可行性和优越性.     

基于事件触发的执行器饱和NCS容错控制

针对具有网络时延和执行器部分故障的网络化控制系统,考虑系统模型可能具有的参数不确定性以及未知扰动,研究执行器饱和时的稳定性问题。对网络时延提出离散事件触发机制,执行器部分故障采用故障矩阵方式,饱和项采取线性凸包法,由此推证出了闭环系统模型。构造Lyapunov 泛函,得出闭环系统在吸引域内达到稳定的充分必要条件,由此得到相应控制器的设计方法。利用仿真证明上述对系统的处理确实可以使系统达到渐近稳定,而事件触发机制也确实可以减少数据量的传输。     

DoS攻击下网络化控制系统基于观测器的记忆型事件触发预测控制

本文研究了DoS攻击下网络化控制系统记忆型事件触发预测补偿控制问题. 首先, 由于网络带宽资源有限 和系统状态不完全可观测性, 引入了记忆型事件触发函数, 为观测器提供离散事件触发传输方案. 然后, 分析了网络 传输通道上发生的DoS攻击. 结合上述记忆型事件触发方案, 在控制节点设计一类新颖的预测控制算法, 节省网络 带宽资源并主动补偿DoS攻击. 同时, 建立了基于观测器的记忆型事件触发预测控制的闭环系统, 并且分析稳定性. 通过线性矩阵不等式(LMI)和Lyapunov稳定性理论, 建立了控制器、观测器和记忆型事件触发矩阵的联合设计方案, 并验证了该方案的可行性. 仿真结果表明, 该方案结合记忆型事件触发机制可以有效补偿DoS攻击, 节约网络带宽 资源.     

欺骗攻击下网络化系统事件触发安全控制

针对网络控制系统受欺骗攻击问题,提出了事件触发器与安全控制器协同设计策略。提出了离散事件触发机制,克服了连续事件触发机制需要新增专用硬件且需要复杂计算避免芝诺现象局限。建立了有机融合欺骗攻击、事件触发机制、网络诱导延时及外部扰动多约束参数的闭环系统时滞模型,推导出了欺骗攻击下事件触发控制系统渐近稳定的充分条件,得到了事件触发器与安全控制器的协同设计条件。仿真验证了方法的有效性。     

网络串级控制系统的事件触发控制器设计

为了减少有限网络带宽不必要的浪费,针对一类网络串级控制系统,首次引入事件触发机制,并在此基础上考虑系统的串级控制器设计问题,通过对系统稳定性进行分析,设计可靠的主控制器和副控制器.考虑信号传输造成的时延影响,首先建立带有事件触发机制的网络串级控制系统数学模型;然后利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式技术,给出基于事件触发机制的系统稳定的充分条件,并且设计相应的主控制器和副控制器;最后通过仿真实例验证所提出的方法在网络串级控制系统中的有效性,即引入事件触发机制后,设计的主、副控制器使得在系统稳定的前提下,信号传输的间隔变大,从而减小网络的拥塞,提高网络带宽的有效利用率.     

Dual-terminal event-triggered dynamic output feedback H∞ control for aero engine networked control systems with quantization

This study deals with the problem of dual-terminal event-triggered dynamic output feedback (DOF) control for aero engine networked control systems (NCSs) subject to network-induced delay, external disturbance, and quantization effects. First, we established a generalized mathematical model of the aero engine. Second, a dual-terminal dynamic event-triggered mechanism (DETM) was designed to reduce the utilization of the network bandwidth. In addition, a DOF controller with a compensation function was proposed to stabilize the system. By utilizing the Lyapunov-Krasovskii (LK) method, the stability criteria were determined. Accordingly, the design conditions of the DOF controller and DETMs were presented. Furthermore, based on a genetic algorithm (GA), a parameter tuning method was proposed to obtain the allowable delay upper bound with less conservatism. Finally, some examples were presented to show the effectiveness and superiority of the presented scheme.     

切换非线性系统的输出反馈周期事件触发控制

本文针对一类在任意切换信号作用下的切换非线性系统, 研究了其输出反馈周期事件触发控制问题. 所考 虑的非线性系统采用非严格反馈形式且含有未知时变控制系数. 在本文中, 仅利用采样时刻的系统输出. 为了估计 系统的不可量测的状态, 基于采样的系统输出构造了降维状态观测器. 为了减少通信资源的利用, 提出了一种新的 输出反馈周期事件触发策略, 该策略包含仅利用事件触发时刻的信息构造的输出反馈事件触发控制器以及仅在采 样时刻间歇性监测的离散事件触发机制. 通过选取可容许的采样周期及合适的公共Lyapunov函数, 证明了闭环系统 在任意切换下全局渐近稳定. 最后, 通过将本文中所给出的控制方案应用到数值算例中验证了其有效性.     

Fault Accommodation for a Class of Nonlinear Uncertain Systems With Event-Triggered Input

The event-triggered fault accommodation problem for a class of nonlinear uncertain systems is considered in this paper.The control signal transmission from the controller to the system is determined by an event-triggering scheme with relative and constant triggering thresholds.Considering the event-induced control input error and system fault threat,a novel eventtriggered active fault accommodation scheme is designed,which consists of an event-triggered nominal controller for the time period before detecting the occurrence of faults and an adaptive approximation based event-triggered fault accommodation scheme for handling the unknown faults after detecting the occurrence of faults.The closed-loop stability and inter-event time of the proposed fault accommodation scheme are rigorously analyzed.Special cases for the fault accommodation design under constant triggering threshold are also derived.An example is employed to illustrate the effectiveness of the proposed fault accommodation scheme.