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基于状态观测器的网络控制系统的自愈控制

机械工程学报 2023年第18期59卷 95-110页

作者：王忻尹逊和梁华清陈丽红北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学威海校区实验中心威海264400 中国机械工程学会北京100048

提出基于状态观测器的自愈控制方法。为了对网络控制系统中发生的执行器故障/传感器故障进行检测和诊断,改进基于状态观测器的故障诊断方法,该方法利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式法获得观测增益矩阵和故障估计增益参数;同时,... 详细信息

提出基于状态观测器的自愈控制方法。为了对网络控制系统中发生的执行器故障/传感器故障进行检测和诊断,改进基于状态观测器的故障诊断方法,该方法利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式法获得观测增益矩阵和故障估计增益参数;同时,为了改善执行器故障估计过程中的延时的问题,设计执行器故障估计辅助信号。其次,为了提高故障检测的实时性,改进故障检测策略;通过对执行器故障估计和传感器故障估计的试验数据的分析,设计最优故障定位方法,解决对网络控制系统中的故障进行快速定位的问题。再次,为了降低故障对网络控制系统性能的影响,设计故障诊断与基于控制律重构相结合的自愈控制方法。最后,在搭建的网络控制系统中对提出的自愈控制方法进行仿真验证。

关键词：自愈控制网络控制系统执行器故障传感器故障故障诊断

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广义H non映射的滑模变结构控制同步

物理学报 2002年第9期51卷 1949-1953页

作者：尹逊和任勇山秀明清华大学电子工程系微波与数字通信技术国家重点实验室北京100084

基于可线性化的非线性离散变结构跟踪控制方法实现了广义H non映射混沌系统的同步 .广义H non映射的混沌吸引子比H non映射的混沌吸引子要复杂得多 ,对于保密通信来说 ,这种复杂性正是所期望的 .提出的同步方法允许参数有适当的失配程... 详细信息

基于可线性化的非线性离散变结构跟踪控制方法实现了广义H non映射混沌系统的同步 .广义H non映射的混沌吸引子比H non映射的混沌吸引子要复杂得多 ,对于保密通信来说 ,这种复杂性正是所期望的 .提出的同步方法允许参数有适当的失配程度 ,这对工程实现是非常有利的。

关键词：滑模广义Henon映射混沌同步变结构控制保密通信

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改进恒定时间间隔算法的无人汽车的队列控制

北京交通大学学报 2022年第5期46卷 50-62页

作者：白倬宁尹逊和陈丽红北京交通大学电子信息工程学院北京100044 中国机械工程学会北京100048

针对无人汽车车队在附着系数较低的路面上行驶的纵向控制问题,提出考虑道路附着系数和本车无法持续获取前车加速度信息的最小安全车距的计算方法,以此来对传统的期望车间距的恒定时间间隔(Constant Time Gap,CTG)算法进行改进.然后,采... 详细信息

针对无人汽车车队在附着系数较低的路面上行驶的纵向控制问题,提出考虑道路附着系数和本车无法持续获取前车加速度信息的最小安全车距的计算方法,以此来对传统的期望车间距的恒定时间间隔(Constant Time Gap,CTG)算法进行改进.然后,采用分层的结构设计队列控制系统,并通过对车队的队列稳定性进行分析,得出上层控制中的控制器增益的取值条件.最后,对一个由4辆车组成的车队进行仿真验证.结果表明:提出的改进恒定时间间隔算法可以在路面附着系数较低的情况下保证车队的队列稳定性,同时能够避免相邻两车间发生碰撞.在本车无法获取前车加速度信息且前车紧急制动的情况下,采用改进的恒定时间间隔算法的车队在行驶过程中的最大车间距偏差率为19%,低于应用传统方法时的最大车间距偏差率22.27%,且车间距误差随着时间的增长最终收敛至零.采用改进的恒定时间间隔算法的车队在行驶过程中车辆的加速度的最大值为0.75 m/s^(2),低于利用传统方法时的加速度的最大值0.91 m/s^(2),说明改进的恒定时间间隔算法可以保证车队的稳定行驶,并且具有较好的乘坐舒适性.

关键词：控制理论与控制工程队列纵向控制恒定时间间隔算法最小安全车距队列稳定性

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自愈控制系统研究的综述、分析与展望

控制理论与应用 2021年第8期38卷 1145-1158页

作者：尹逊和王忻北京交通大学电子信息工程学院北京100044

近年来,为了改变依靠紧急停车、人工维护和故障排除的传统的维修方法,在一些技术应用领域中人们提出了自愈控制的思想.本文通过梳理智能电网的自愈控制、飞行控制系统的自愈控制和机器故障自愈调控的相关研究成果,明确了自愈控制的特征... 详细信息

近年来,为了改变依靠紧急停车、人工维护和故障排除的传统的维修方法,在一些技术应用领域中人们提出了自愈控制的思想.本文通过梳理智能电网的自愈控制、飞行控制系统的自愈控制和机器故障自愈调控的相关研究成果,明确了自愈控制的特征和功能并给出了其定义;其次,讨论了自愈控制、自愈系统和容错控制的联系与区别;最后,总结了研究自愈控制的意义并分析了其发展趋势.作者对自愈控制的相关技术应用领域及成果进行综述和深入分析,旨在提高自愈控制系统的规范化和重用性、提炼和总结其共性并给出自愈控制系统的基本架构,从而为其将来的理论研究奠定初步的基础、为指导实际的自愈控制的应用提供一定的参考.

关键词：自愈控制智能电网机器故障自愈调控系统飞行控制系统容错控制

无线网络环境下移动机器人轨迹跟踪的认知控制分析与设计

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控制理论与应用 2020年第12期37卷 2511-2524页

作者：徐君鹏尹逊和北京交通大学电子信息工程学院北京100044

现有的网络控制系统领域中的研究通常先对网络环境的时延和丢包特性进行理想性假设,然后设计对应的控制算法.然而,由于无线网络环境具有复杂的时延和丢包特性,这些假设在无线网络控制系统(WNCS)运行过程中很难得到满足.为了在不对网络... 详细信息

现有的网络控制系统领域中的研究通常先对网络环境的时延和丢包特性进行理想性假设,然后设计对应的控制算法.然而,由于无线网络环境具有复杂的时延和丢包特性,这些假设在无线网络控制系统(WNCS)运行过程中很难得到满足.为了在不对网络环境的时延和丢包特性进行理想性假设的前提下设计控制系统,本文受认知控制思想的启发,在控制系统中加入了认知控制器.认知控制器在感知–作用循环中学习产生认知作用的策略,调节无线网络的媒体接入控制(MAC)层的重传次数上限和物理控制器的命令序列长度,使控制系统可以主动地适应所处的无线网络环境.本文以全向轮移动机器人为被控对象,对使用认知控制器的WNCS和使用固定配置的WNCS的仿真结果进行比较.仿真结果表明使用认知控制器调节MAC层的重传次数上限和物理控制器的命令序列长度,可以提高WNCS对网络环境的时延和丢包的承受能力.

关键词：网络控制系统模型预测控制 Q学习认知控制感知–作用循环

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带时延补偿的模糊广域阻尼控制分析与设计

系统工程与电子技术 2019年第10期41卷 2343-2351页

作者：尹逊和王伟 LAM Hak-Keung 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 伦敦国王学院信息系伦敦WC2R2LS

研究了存在网络通信时延的电力系统的广域阻尼控制问题。首先从理想传输情况出发,设计基于Mamdani方法的模糊逻辑广域阻尼控制器;然后考虑时延对控制效果的影响,在控制器中引入模糊输入,设计带时延补偿的模糊逻辑广域阻尼控制器。时延... 详细信息

研究了存在网络通信时延的电力系统的广域阻尼控制问题。首先从理想传输情况出发,设计基于Mamdani方法的模糊逻辑广域阻尼控制器;然后考虑时延对控制效果的影响,在控制器中引入模糊输入,设计带时延补偿的模糊逻辑广域阻尼控制器。时延补偿增加了控制器设计的复杂性,因此在保证系统性能无显著降低的条件下,对其模糊规则数进行简化。以4机2区域测试系统为例,利用Matlab/SimPowerSystem和TrueTime进行仿真分析,结果表明,与模糊逻辑广域阻尼控制器和传统的广域阻尼控制器相比,所设计的具有时延补偿的模糊逻辑广域阻尼控制器能有效地抑制时延对系统稳定性造成的影响。

关键词：低频振荡广域测量系统广域阻尼控制器模糊控制时延补偿

用基于输入-输出线性化的自适应模糊方法控制混沌系统

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物理学报 2000年第4期49卷 641-646页

作者：薛月菊尹逊和冯汝鹏哈尔滨工业大学惯导中心哈尔滨150001 哈尔滨工业大学控制工程系哈尔滨150001

用基于输入输出线性化的自适应模糊方法控制了两类混沌系统 .它不仅能使混沌系统实现稳定 ,而且还能实现对混沌吸引子内部任意周期轨迹和外部周期轨迹的有效跟踪 .这一方法的重要特点是 :不仅不要求混沌系统的精确模型 ,而且对不容易... 详细信息

用基于输入输出线性化的自适应模糊方法控制了两类混沌系统 .它不仅能使混沌系统实现稳定 ,而且还能实现对混沌吸引子内部任意周期轨迹和外部周期轨迹的有效跟踪 .这一方法的重要特点是 :不仅不要求混沌系统的精确模型 ,而且对不容易建立起数学模型而有实际物理意义的混沌系统也能进行有效控制 .

关键词：输入-输出线性化自适应模糊控制混沌系统

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基于异步动态的多机器人系统的一致性

系统工程与电子技术 2014年第12期36卷 2426-2434页

作者：尹逊和樊雪丽张红北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京市市政专业设计院股份责任公司北京100037

研究通过无线网络进行通信的多机器人系统的一致性问题。多机器人系统在固定通信拓扑下可建模为特定的网络控制系统,考虑信道噪声、不确定短时延和数据包丢失等因素的影响时,其可进一步视作由丢包率约束的异步动态系统。通过构造李雅普... 详细信息

研究通过无线网络进行通信的多机器人系统的一致性问题。多机器人系统在固定通信拓扑下可建模为特定的网络控制系统,考虑信道噪声、不确定短时延和数据包丢失等因素的影响时,其可进一步视作由丢包率约束的异步动态系统。通过构造李雅普诺夫(Lyapunov)函数,运用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)方法,得到了该系统指数稳定的充分条件。为实现多机器人系统的运动一致性,设计了控制器;讨论了不同的指数收敛率对多机器人系统收敛速度的影响,并进行了相应的理论证明和仿真验证。

关键词：多机器人系统一致性问题固定通信拓扑网络控制系统异步动态系统

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基于状态反馈的混沌参数调制解调方法

清华大学学报（自然科学版） 2002年第1期42卷 23-25页

作者：汪亮山秀明任勇尹逊和刘锋夏永祥清华大学电子工程系微波与数字通信技术国家重点实验室北京100084

混沌由于其内秉随机性而适于在保密通信中应用。混沌掩盖、混沌键控、混沌参数调制、混沌符号序列扩频是混沌在通信中的应用研究的 4大热点。该文主要研究混沌参数调制与解调 ,把混沌参数作为一个状态变量 ,并采用状态反馈方法实现混沌... 详细信息

混沌由于其内秉随机性而适于在保密通信中应用。混沌掩盖、混沌键控、混沌参数调制、混沌符号序列扩频是混沌在通信中的应用研究的 4大热点。该文主要研究混沌参数调制与解调 ,把混沌参数作为一个状态变量 ,并采用状态反馈方法实现混沌同步与参数解调。用这种方法实现的混沌通信系统具有调制效率高 ,保密性好的特点 ,特别适用于保密通信。以蔡氏电路为基础构造了混沌参数调制与解调系统 ,仿真结果表明

关键词：混沌同步混沌参数调制解调状态反馈保密通信混沌控制混沌动力学系统