一种网络化机器人远程监控系统

本文提出了一种基于网络的机器人远程控制系统,应用系统API函数,开发了视频显示功能,以服务器/客户端模式实现了对机器人的远程操作。通过实验验证了该系统的有效性,为机器人网络化控制提供了一种快速有效的开发方法。     

网络化鱼雷控制系统仿真

传统的鱼雷研发过程需要昂贵的水下试验,数学建模与仿真为开展系统测试和验证提供了一种经济的方法;目前,越来越多的鱼雷电子控制部件采用CAN总线模块,这种基于CAN总线的系统有利于系统部件的更新和功能增加,并使不同任务的重构容易实现;论文提出了网络化鱼雷控制系统半实物仿真平台,描述了鱼雷控制系统网络化互联结构、总线协议和通信管理方法,并进行了控制系统仿真实验;仿真结果表明该仿真平台能够满足网络化鱼雷控制系统性能研究和仿真分析的需求。     

一类不确定网络控制系统的鲁棒容错控制

研究了含有数据包丢失的不确定网络控制系统的鲁棒容错控制问题. 在执行器连续增益故障下,考虑前向网络通道和后向网络通道中存在满足马尔可夫性质的数据包丢失情况,将含有结构不确定性的闭环故障网络控制系统建模为马尔可夫跳变线性系统.基于这个模型,利用Lyapunov稳定性理论和矩阵不等式技术,给出了闭环故障系统随机稳定的充分条件,同时采用锥补线性化方法,给出了控制器设计方法.最后数例仿真验证了该设计方法的有效性.     

存在数据丢包的网络控制系统的控制

将存在数据丢包的网络控制系统描述为跳跃系统。基于一个李雅普诺夫泛函,只需满足4个线性矩阵不等式,便可通过带状态观测的状态反馈控制使闭环系统达到稳定。由于得到的条件不是严格的线性矩阵不等式条件,将不具有严格线性矩阵不等式条件的非凸可行解问题转化为具有严格线性不等式的非线性最小化问题,得到了求解状态反馈控制器增益和状态观测器增益的算法。数值仿真结果验证了该算法的有效性。在所设计的状态反馈控制器的校正作用下,闭环系统的响应是渐近稳定的。     

基于数据的网络化系统最优控制

针对网络介入导致的系统动态复杂性增加及建模困难等问题,提出了基于数据驱动控制的思想,独立于系统模型设计控制器。利用在线获取的系统输入/输出当前数据和历史数据,分别构造系统的输入数据矩阵和输出数据矩阵,建立两者之间的线性关系,获得当前采样时刻系统的Markov参数,将该参数代入到Markov参数形式表示的Riccati方程解中,获取最优控制增益。同时利用输入与输出之间的线性关系,构造一个控制器状态观测器,利用估计的控制器状态参与计算最优控制律。最后,在Truetime1.5和Matlab仿真平台上验证了提出的控制器是有效的。     

基于Matlab的网络控制系统仿真平台

为了在不同网络情况下对NCS性能进行比较,并且能够方便控制算法研究,建立了功能完善的网络控制系统（NCS）平台。对Matlab／TrueTime主要特点进行了分析,并利用其核心模块和网络模块,建立了一种NCS仿真模型;详细介绍了基于TrueTime网络仿真环境下NCS仿真模型的构建方法,并针对网络传输中出现的问题进行了实验研究和全面分析,对NCS的时延和丢包实验进行了深人地分析。实验结果表明该平台为NCS研究提供了便捷的途径。     

网络化控制系统的故障诊断与容错控制

介绍了网络化控制系统几类故障诊断与容错控制方法的基本思想。故障诊断与容错控制对于控制工程实践特别是对安全性有严格要求的控制系统是十分重要的。网络化控制系统通过共享网络资源实现控制而带来了各种优越性的同时,也给传统的控制理论带来了新的挑战。因此需要发展适用于此类异步的、基于信包的控制系统的控制理论与技术。网络化控制系统基于数学模型的故障诊断问题,在建立恰当的网络化系统模型后,可转化一类特定的时延系统故障诊断问题。     

A Novel Control Method for Networked Control Systems

Networked control system is a new hot-point in control engineering. The reduction of bandwidth necessitated by the communication network in a networked control system is the major concern. For this reason, a method of reducing the number of data packet exchanges between the sensor and the controller/actuator is explored. A novel structure of controller and special transmission rule are designed for reducing the number of data packet exchanges and making the system stable.     

具有通信约束的网络化控制系统容错控制研究

Implementing a control system over a communication network induces inevitable time delays that may degrade performance and even cause instability. One of the most effective ways to reduce the negative effect of delays on the performance of networked control system (NCS) is to reduce network traffic. In this paper, adjustable deadbands are explored as a solution to reduce network traffic in NCS. A method of fault-tolerant control of networked control system is presented, which takes into account system response as well as network traffic. The integrity design for a kind of NCS with sensor failures and actuator failures is analyzed based on robust fault-tolerant control theory and information scheduling. After detailed theoretical analysis, the paper also provides the simulation results, which further validate the proposed scheme.     

A Novel Predictive Control Scheme with an Enhanced Smith Predictor for Networked Control System

This paper presents a novel predictive control scheme with an enhanced Smith predictor for a networked control system with random time delays and system uncertainties. In the scheme, time axis is partitioned into equidistant small intervals to limit the continuous time varying delays into several discrete values. The stability of the networked control system is achieved by establishing an offline database and an online update strategy for Smith predictor, which reduces the reliance on the determined model of delay and system uncertainties in comparison with conventional Smith predictor. In this way, a sequence of finite forward predictive control signals of all possible time delays can be generated in advance and the actual delays will be compensated in real time when achieving the real delay information. Illustrative examples are given to demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed predictive methods towards the random transmission delays and system uncertainties integrated in the networked control system.     

无线网络控制系统的建模与仿真研究

针对无线网络控制系统的仿真技术进行研究,通过在Simulink环境下设计电机数学模型,采用微分先行数字PID控制器设计方法,结合TrueTime实时仿真工具箱建立无线网络环境下电机实时控制系统模型,通过仿真对路径损耗以及节点物理位置对于无线网络控制系统性能的影响进行分析。     

网络控制系统的控制器设计方法概述

网络时延是网络控制系统（NCS）中存在的基本问题,克服网络时延的影响是设计网络控制系统的控制器首先要解决的问题。为此分别从短时延网络控制系统和大时延网络控制系统2个方面,重点分析了近年来网络控制系统控制器设计的研究现状和成果,总结了现有的研究方法,讨论了最新研究进展,指出存在的问题,并对未来的发展方向进行了展望。     

一种获取网络化控制系统的最大允许传输间隔的方法

提出一种获取网络化控制系统最大允许传输间隔的方法.采用李亚普诺夫函数、线性矩阵不等式的方法推导出一类网络化控制系统渐近稳定的充分条件.根据此充分条件,通过建立并求解一个凸优化问题,得到网络化控制系统的最大允许传输间隔以及此时的控制器.实例表明该方法是有效的,并降低已有方法的保守性.     

电磁铸轧过程的网络化监控系统

针对电磁铸轧控制与管理需要,介绍了基于CAN和以太网的电磁铸轧监控系统的总体结构,重点阐述了监控系统中现场智能节点和CAN-以太网转换模块硬件以及软件设计。经过调试运行该系统能很好的满足电磁铸轧控制要求,并且结构简单、可靠性高和扩展方便。     

一种新的网络控制系统的设计与实现

给出了一种新的网络控制系统的设计,网络控制回路中的时延特性通过运用在线时延评估方法——平均时延窗口(ADW)法来在线估计,进而设计LQ控制器。最后,在计算机实现中,运用Visual Basic中的W insock控件,采用TCP/IP传输控制协议,建立起计算机之间的TCP连接,实现远程数据传输控制,效果良好。     

一类不确定时延网络控制系统最优H∞控制

研究了一类不确定时延网络控制系统最优H∞控制问题针对传感器时钟驱动、控制器和执行器事件驱动的网络控制系统，考虑不大于一个采样周期的不确定时延和有限能量的外部扰动，利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式描述方法，推导出该系统动态输出反馈H∞控制律存在的充要条件，给出了最优动态输出反馈H∞控制律设计方法通过Matlab数值仿真算例，证明了分析方法和结果的有效性     

基于T-S 模糊模型的一类非线性网络控制系统故障检测

针对同时存在网络时延和数据包丢失的网络环境,研究了一类非线性网络控制系统的鲁棒故障检测问 题．基于不确定T-S 模糊模型描述的非线性网络控制系统模型,完成了网络环境下鲁棒故障检测观测器的设计,使 得残差信号对故障敏感而对外部扰动具有鲁棒性．构造Lyapunov-Krasovskii 函数,并引入一个积分不等式,给出了 使得观测器误差动态系统渐近稳定的充分条件．采用线性矩阵不等式技术将鲁棒故障检测问题转化为具有线性矩阵 不等式约束的凸优化问题求解．仿真算例验证了上述方法应用于此类系统的故障检测的有效性．     

基于观测器的网络控制系统的故障检测

研究了具有输出传输长时延的网络控制系统基于观测器的故障检测,在总结其设计方法的基础上利用预测状态作为控制器的输入,设计了具有延迟补偿功能的状态观测器,通过求取观测器增益矩阵来使得状态重构能跟上实际状态的响应性能。产生的残差信号对干扰信号和不确定项具有较强的鲁棒性,同时对故障信号具有较高的灵敏度。最后给出了网络控制系统基于观测器的故障检测的设计步骤。