多回路网络化控制系统中采样周期的优化算法研究

研究了具有多个控制回路的网络化控制系统中采样周期的优化确定算法．采用将基本周期划分为时间段的方法，取各控制回路的采样周期为基本周期的2的阶次方倍且不大于相应回路的最大允许网络时延．通过对系统的可调度性进行分析，能够优化确定出各控制回路的采样周期，并且保证实时性周期数据和实时性非周期数据的实时传输以及非实时数据的最小利用率．基于CAN总线控制网络的仿真结果表明了本算法的有效性．     

基于无线传感器网络的控制系统采样频率优化算法

针对基于无线传感网的网络化控制系统,讨论了采样频率的优化问题．建立了以数字和模拟控制系统性能差距指数最低为目标,以无线节点的通信容量为约束条件的非线性优化模型,并以障碍函数法进行求解,提出了基于节点缓冲区信息的分布武迭代算法．该算法在传感节点的计算量小,易于实现．仿真表明该算法能有效收敛到系统的最优目标点,并能适应于系统的负载变化．     

控制系统周期性任务调度中优化采样频率的求职

文章分析了控制系统中任务的特点，根据任务调度中系统性能与采样频率的关系，指出了控制系统优化中任务调度应满足的条件，基于这些条件，文章给出了优化采样频率的求解方法和算法。     

控制系统周期性任务调度中优化采样频率的求取

文章分析了控制系统中任务的特点,根据任务调度中系统性能与采样频率的关系,指出了控制系统优化中任务调度应满足的条件。基于这些条件,文章给出了优化采样频率的求解方法和算法。     

多回路网络化控制系统级联反馈调度

针对动态环境下的多回路网络化控制系统，本文基于反馈控制与网络调度协同设计的思想，提出一种级联反馈调度策略．以优化系统整体控制性能为目标，根据可用带宽资源的动态变化，对控制回路采样周期进行在线调节，将截止期错过率控制在期望的较低水平，并对可用带宽进行优化分配．仿真实验结果表明，相对于传统设计方法，该方法能够明显改善整体控制性能．     

网络化控制系统的时变采样及反馈调度策略

多处理器网络化控制系统中,信息传输的时延是使控制性能变差的主要原因之一。改进型混合调度算法通过在一个基本采样周期内的多次采样,形成时变的采样周期,缩减信息传输的截止期,可使信息传输的时延大为减少;同时构建网络化控制系统的反馈调度模型,通过调节基本采样周期,及时调度信息传输,能使网络的空闲时间始终保持在一个合理状态。仿真结果表明,网络利用率有所提高,网络化控制系统的动态性能有所改善。     

基于模型的网络化多速率采样控制系统

针对完美传输、延时传输及时变传输三种数据传输策略，分别给出了离散域的基于模型状态反馈的网络化多速率采样控制系统全局指数稳定的充要条件．在网络带宽一定的情况下，提出保证系统稳定的最大通讯间隔的选取方法，并分析了延时传输时模型误差对最大通讯间隔的影响，指出模型误差越小，保证系统稳定的最大通讯间隔值越大．     

交换式以太网控制系统传感器变采样调度研究

针对基于交换式以太网的网络化控制系统的数据传输和控制性能优化问题,提出了传感器根据给定值与实测值差额的绝对值对照静态调度表变采样周期的调度优化方法.使用TrueTime 2.0工具箱搭建了交换式以太网控制系统仿真平台进行仿真研究,并与定采样周期方法进行了对比,仿真结果验证了其可行性.此方法在实际的工程应用中具有一定的参考价值.     

控制系统中周期性任务的静态优化调度算法

分析了控制系统中的周期任务特性，给出了控制系统中周期性任务模型。分析了RMS调度算法任务下的可调度性，给出了求任务响应时间的算法。提出任务调度中系统优化应满足的条件。最后，给出了求优化采样频率的算法和控制系统的静态优化调度算法。     

装载机采样频率的优化

将计算机技术、数字信号处理技术和通信技术相结合,实现工程机械的远程故障诊断是当前机械设备智能化的重要发展方向。结合"装载机远程服务系统与智能化挖掘机"这一项目,该文提出了利用计算机进行采样频率优化的方法。对原始数据利用计算机通过信号抽取和三次样条插值进行信号重构,重构信号与原始信号分别进行时域上的图形比对和频域上主频比对,证明本文设计的优化方法可行。信号的采样频率的优化,降低了下位机采集和传输负载,提高了装载机远程故障诊断系统的效率。     

Robust reliable control design for networked control system with sampling communication

In this article, the problem of robust exponential stability and reliable stabilisation for a class of continuous-time networked control systems (NCSs) with a sample-data controller and unknown time-varying sampling rate is considered. The analysis is based on average dwell-time, Lyapunov–Krasovskii functional and linear matrix inequality (LMI) technique. The delay-dependent criteria are developed for ensuring the robust exponential stability of the considered NCSs. The obtained conditions are formulated in terms of LMIs that can easily be solved by using standard software packages. Furthermore, the result is extended to study the robust stabilisation for NCS with parameter uncertainties. A state feedback controller is constructed in terms of the solution to a set of LMIs, which guarantee the robust exponential stabilisation of NCS and the controller. Finally, numerical examples are presented to illustrate the effectiveness of the obtained results.     

Delay-dependent resilient-robust stabilisation of uncertain networked control systems with variable sampling intervals

This work is concerned with the robust resilient control problem for uncertain networked control systems (NCSs) with variable sampling intervals, variant-induced delays and possible data dropouts, which is seldom considered in current literature. It is mainly based on the continuous time-varying-delay system approach. Followed by the nominal case, delay-dependent resilient robust stabilising conditions for the closed-loop NCS against controller gain variations are derived by employing a novel Lyapunov–Krasovskii functional which makes good use of the information of both lower and upper bounds on the varying input delay, and the upper bound on the variable sampling interval as well. A feasible solution of the obtained criterion formulated as linear matrix inequalities can be gotten. A tighter bounding technique is presented for acquiring the time derivative of the functional so as to utilise many more useful elements, meanwhile neither slack variable nor correlated augmented item is introduced to reduce overall computational burden. Two examples are given to show the effectiveness of the proposed method.     

Self-triggered sampling control for networked control systems with delays and packets dropout

In this paper, a self-triggered sampling (STS) scheme is proposed for a networked control system with delays and packets dropout. Sampling periods are given based on a probability of successful transmission for packets by signal-to-interference-and-noise ratio measured via quality-of-service. The networked control system is described as a switched delta operator system by the STS scheme. Sufficient conditions of stability for the network control system with delays and packets dropout are given with average dwell time in terms of linear matrix inequalities. A numerical example is given to illustrate the effectiveness and potential for the developed techniques.     

信息传输对网络采样控制系统输入/输出的影响

信息传输如何影响网络控制系统的性能,是控制理论界尚未解决的重要问题之一.本文尝试采用Shannon提出的失真评价函数、统计偏差和熵的定义,结合传统采样和网络传输理论,从统计概率的角度,证明了当网络传输受限时,网络采样控制系统性能损失和传输采样信息量之间存在倒数关系,建立了定量计算网络带宽变化量改变控制系统输入输出的方法.并通过Simulink中Truetime网络系统仿真软件验证了该方法的有效性.     

网络控制系统时变采样周期的建模与切换控制*

针对具有双边随机时延和丢包的网络控制系统,首先采用了主动时变采样周期的方法,利用事件和时间驱动相结合方式,传感器的采样周期可实时地跟随网络延时和丢包的变化而改变,克服了长时延和数据包错序的问题。然后将系统建立为统一的切换系统模型,结合基于平均驻留时间的方法,给出了系统状态满足指数稳定的条件,并且描述了其指数衰减率和丢包率之间的定量关系。最后通过数值例仿真验证了本文所提方法的有效性。     

无线网络化系统自适应能量调度与协同控制

无线网络化系统（wireless networked control system,WNCS）中节点能量受限是影响系统性能的重要因素．本文提出了一种自适应能量调度方法解决节点能量与控制需求问的矛盾,在采样周期与能量消耗之间关系的基础上,利用动态采样周期实现能耗的实时调节,满足节点生存时间的需求．进而,将自适应采样的WNCS建模为一类具有短暂不确定切换信号的离散切换系统,采用切换状态反馈控制律,利用切换系统理论分析了系统的稳定性,给出了系统渐近稳定时控制器增益与滞留时间需要满足的约束条件．最后在Truetimel．5和MATLAB仿真平台上验证了文中提出的方法和结论．     

无限时间长时延网络控制系统的随机最优控制

考虑二次性能指标下线性网络控制系统的随机最优控制问题,建立了控制器为事件驱动时长时延线性网络控制系统的数学模型,证明了在无限时间情况下离散随机黎卡提代数方程解的存在性,设计出无限时间情况下线性网络控制系统的随机最优控制器,得到相应的最优性能指标的表达形式,并证明了相应的随机最优控制器可使网络控制系统均方指数稳定.最后以网络控制下的倒立摆为对象进行仿真研究,仿真结果表明该方法的正确性和有效性.     

变采样网络控制系统的鲁棒控制

对于线性时不变控制对象,在控制器和控制对象都采用时间-事件驱动时系统就变成便采样网络控制系统,当网络时延不确定时,在小于或者等于一个变采样周期时,基于动态输出反馈对变采样网络控制系统进行建模,使用李雅普诺夫方法和线性矩阵不等式研究了系统的鲁棒稳定性,并设计了鲁棒控制器,最后给出实例证明在鲁棒控制器的控制下系统稳定。     

时延网络控制系统的补偿算法和最优控制律设计

对具有随机时延和系统噪声的一类网络控制系统进行了研究和分析。针对系统存在的随机时延,分别设计出在全状态反馈方式和输出反馈方式下的状态观测器,通过状态观测器的算法补偿来实现对时延的补偿,从而获得更准确的预测估计。与此同时,基于LQG性能指标,给出了随机时延系统的最优控制律,减弱了网络时延和系统噪声对控制系统稳定性的影响,从而保证了系统的稳定性。最后,通过了实例仿真,证实了提出状态观测器进行时延补偿算法和最优控制律设计的有效性。