异步时滞切换正系统的有限时间镇定

研究异步切换下时滞切换正系统的有限时间控制问题,即针对控制器切换滞后于子系统切换形成的异步现象,基于平均驻留时间切换方法对切换正系统开展有限时间镇定研究.首先,将每个正子系统运行的区间划分为子系统与控制器匹配和失配区间,并构造多余正Lyapunov-Krasovskii泛函;其次,基于有限时间稳定理论,实现平均驻留时间切换律及异步时滞切换正系统有限时间镇定控制器的联合设计,并给出连续时间和离散时间两种情形下系统有限时间镇定的充分条件;最后,通过两个仿真例子验证所提出方法的有效性.     

基于N步不变集的时滞切换系统的饱和控制

构造离散时滞切换系统的不变集,提出基于N步不变集的切换控制器设计方法,估计执行器饱和非线性的吸引域范围。首先,考虑时滞的影响,选取依赖于时滞的Lyapunov函数,构造时滞切换系统的不变集,并将其表达为若干个椭球集的凸组合,椭球集的个数与时滞常数相关。其次,在系统的前N个采样时刻,分别施加不同的饱和约束,求解得到一组椭球集,椭球集的个数与常数N相关,而每一步计算得到的椭球集均为时滞切换系统的不变集。再将N个不变集用一组凸包系数拟合,即可获取较大的吸引域估计。最后,在满足平均驻留时间约束的条件下设计切换律,并设计状态反馈控制器,保证闭环系统渐近稳定。控制器的求解转化为线性矩阵不等式的可行性问题。仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

“物联网技术概论”课程教改的几点探索

"物联网技术概论"是一门介绍物联网基本理论、基础技术及其实际应用的课程,它与自动控制、信息技术、微电子和计算机等学科有着密切联系。首先阐述了物联网技术的重要性,其次分析了课程教学现状及普遍存在的问题,最后有针对性地提出了一些教改设想和方案,旨在解答学生学习新课过程中的诸多疑惑,引导学生加深对物联网的认识,培养学生对物联网技术的学习兴趣。     

带有随机测量数据丢失及切换拓扑的传感器网络分布式$l_2-l_infty$滤波器设计

研究一类具有测量数据随机丢失以及网络拓扑结构随机切换的分布式$l_2-l_\infty$滤波器设计问题.在分布式滤波器网络,每个本地滤波器估计系统的状态不仅基于节点自身信息,而且利用网络拓扑中邻居节点的信息.首先,采用已知概率分布的二进制序列描述传感器测量数据的随机丢失,Markov链描述滤波器网络拓扑结构的切换;其次,构造一个Lyapunov函数来分析滤波误差系统的$l_2-l_\infty$性能,并研究其均方指数稳定性;再次,通过线性矩阵不等式(LMI)技术,给出分布式$l_2-l_\infty$滤波器的设计方法;最后, 通过数值例子验证所提方法的有效性.     

高效节能的视觉传感器网络目标覆盖算法

针对视觉传感器网络目标覆盖过程中因覆盖冗余、节点剩余能量不均等原因导致网络寿命过短的问题,设计一种视觉传感器网络目标覆盖算法。该算法基于节点与目标的覆盖关联关系,利用关系矩阵及相关运算对覆盖频繁目标集进行挖掘,进而对工作节点进行动态选举,以此延长网络的生存时间。实验结果表明,该算法在保证网络覆盖质量的前提下能够高效地调度工作节点,均衡节点耗能,有效延长网络寿命。     

离散Markov跳变系统的滚动时域H_∞跟踪控制

针对离散Markov跳变系统,研究滚动时域H∞跟踪控制问题。为便于工程应用,假定系统当前时刻的状态和模态总是可测的,而系统未来时刻的模态是不可知的。利用庞特里亚金极小值原理,构造哈密尔顿函数,求解min-max优化问题,得到当前采样时刻的最优控制作用以及最严峻的外界扰动。控制器的求解可等效为在一组线性矩阵不等式约束条件下,迭代方程的可解性问题。控制律采用滚动时域结构,每次仅施加当前采样时刻计算得到的控制作用,在下一采样时刻将重新计算控制作用。该控制律保证系统在给定H∞扰动抑制水平的情形下,获得最优线性二次型性能指标以及良好的输出跟踪性能。最后仿真示例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于权值和代价函数的WSNs非均匀分簇路由算法

针对无线传感器网络(WSNs)中多跳通信造成的“热区”等问题,提出一种基于权值和代价函数的WSNs非均匀分簇路由(WCF-UC)算法.该算法采用权值的局部竞选簇首策略,簇首根据距离信息等构建大小不均的多个簇,通过考虑节点剩余能量、节点稀疏程度等因素来保证簇首的最优选择,簇内使用链式结构代替点对点通信,有效均衡簇内通信能耗.采用簇间多跳路由算法,使用一个代价函数,兼顾簇首剩余能量、簇内成员节点数量和位置信息,确定最优能量路径,完成簇间信息传输,平衡簇间通信能耗.仿真结果表明:与LEACH,HEED,EEUC等算法相比,该算法能够有效地均衡节点能耗,延长网络生命周期.     

Markov跳变系统的滚动时域鲁棒双模控制

针对一类具有输入和状态联合约束的不确定离散时间Markov跳变系统,提出滚动时域鲁棒双模控制的方法.基于椭圆不变集的性质,在椭圆不变集以外使用滚动时域控制,驱动状态进入椭圆不变集.一旦状态进入椭圆不变集,改为使用线性状态反馈控制以保证状态始终位于椭圆不变集内,并使系统均方稳定.控制器的求解转化为以线性矩阵不等式形式给出的半正定规划问题.为改进半正定规划问题的可行性,将自由终端成本的上界作为椭圆不变集的边界,在优化成本的同时得到一组压缩椭圆集,相对于固定椭圆不变集降低了保守性.仿真实例验证了所提出方法的可行性和有效性.