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南京邮电大学学报（自然科学版） 2019年第6期39卷 47-53页

作者：周颖张业飞李婕南京邮电大学自动化学院人工智能学院

针对一类具有不确定采样周期、不确定时延和丢包的网络化控制系统,研究了其状态反馈优化H_∞控制器设计问题。将数据丢包用伯努利序列进行描述,利用泰勒公式和区间矩阵对系统状态方程进行离散化,基于李雅普诺夫稳定性理论得到系统稳定... 详细信息

针对一类具有不确定采样周期、不确定时延和丢包的网络化控制系统,研究了其状态反馈优化H_∞控制器设计问题。将数据丢包用伯努利序列进行描述,利用泰勒公式和区间矩阵对系统状态方程进行离散化,基于李雅普诺夫稳定性理论得到系统稳定且满足H_∞性能的充分条件,通过求解优化问题给出了系统的最优H_∞控制律。最后,通过MATLAB的LMI工具箱验证所提方法的有效性。

关键词：不确定时延不确定采样周期网络化控制系统最优H_∞控制律

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不确定采样周期输出反馈网络控制系统的稳定性

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青岛大学学报（工程技术版） 2007年第2期22卷 73-77页

作者：高利芬赵克友纪志坚青岛大学自动化工程学院山东青岛266071

为研究基于模型的输出反馈网络控制系统在传输时延情况下的稳定性,以得到固定时延系统采样周期的最大波动范围,在系统中,采用状态观测器及内设模型估计采样时刻之间被控对象的状态,并充分利用系统结构和在采样点状态更新的信息。针对不... 详细信息

为研究基于模型的输出反馈网络控制系统在传输时延情况下的稳定性,以得到固定时延系统采样周期的最大波动范围,在系统中,采用状态观测器及内设模型估计采样时刻之间被控对象的状态,并充分利用系统结构和在采样点状态更新的信息。针对不存在丢包和存在丢包的情况,通过由采样周期、被控对象与模型参数构造的稳定性判别矩阵给出了使网络控制系统渐近稳定的充分条件。通过仿真示例验证了充分条件的正确性。

关键词：网络控制系统稳定性时延输出反馈不确定采样周期

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具有时变采样周期和丢包的网络控制系统输出反馈控制问题研究

具有时变采样周期和丢包的网络控制系统输出反馈控制问题研究

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作者：戴俊翔南京邮电大学

学位级别：硕士

网络化控制系统(Networked Control Systems,NCS)是一种以网络为介质,形成闭环反馈的控制系统,是控制技术与现代网络技术相互结合的产物,其拥有低成本,低功耗,安装简单,维护便捷等一系列优点,已经在工业控制、运动控制、楼宇自动化、航... 详细信息

网络化控制系统(Networked Control Systems,NCS)是一种以网络为介质,形成闭环反馈的控制系统,是控制技术与现代网络技术相互结合的产物,其拥有低成本,低功耗,安装简单,维护便捷等一系列优点,已经在工业控制、运动控制、楼宇自动化、航天等领域获得了广泛应用。然而,NCS在利用网络给系统带来便捷环境的同时,也不可避免的引入了一些新问题,包括网络诱导时延、数据包丢失、时序错乱等,这些问题极有可能降低系统的稳定性。此外,较大的负载变化也会使系统出现采样周期不稳定的现象。本文首先考虑同时包含不确定时延和丢包的输出反馈控制器设计问题;在此基础上,考虑原系统采样周期时变不确定的情况,设计对应输出反馈保性能控制器;最后考虑系统参数同时受时变采样周期以及时变时延的影响,设计具有抗扰动的输出反馈H保性能控制器。本文研究内容主要如下:(1)针对一类同时具有不确定时延以及丢包的网络化控制系统,设计动态输出反馈控制器。考虑小于等于一个采样周期的网络诱导总时延,使用Bernoulli随机序列描述数据包丢失,且数据丢失概率已知,将动态输出反馈网络化控制系统建模为具有不确定项的离散时变系统。根据李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性原理,结合线性矩阵不等式(LMI)方法,给出并证明了所设计输出反馈控制器存在的充分条件,并将控制器设计问题转换为求解线性矩阵不等式可行解的问题。最后给出了Matlab仿真实例,验证了采用的设计控制器方法是可行有效的。(2)针对一类具有时变采样周期以及丢包的网络化控制系统,设计动态输出反馈保性能控制器。考虑采样周期时变有界,使用Bernoulli随机序列描述数据包丢失,且数据丢失概率已知,固定短时延小于最小采样周期,将时变采样周期分解为有限区间连续变化的值和系统短时延的和,把系统建模为具有不确定项的离散时变系统。根据李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性原理,给出并证明了所设计输出反馈控制器存在的条件,同样结合线性矩阵不等式(LMI)方法,将控制器设计问题转换为求解线性矩阵不等式可行解的问题。最后给出了Matlab仿真实例,验证了所设计控制器方法的有效性以及可行性。(3)针对一类具有时变采样周期、时变时延和有界扰动的网络化控制系统,设计对应输出反馈H保性能控制器。考虑时变采样周期有界,时变短时延小于等于一个采样周期,丢包满足Bernoulli随机序列且概率已知,系统参数同时受到时变时延和时变采样周期的影响,此外考虑有限能量扰动对系统的干扰。根据区间系统的原理,建模时将时变采样周期以及时变时延的不确定性转化为离散系统的不确定项,采用Lyapunov稳定性原理与LMI方法,证明系统的稳定性条件,求解得到输出反馈H保性能控制器律,最后给出了Matlab仿真实例,验证了所设计控制器的有效性。

关键词：网络化控制系统不确定采样周期丢包输出反馈线性矩阵不等式

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多采样率网络化控制系统的优化控制

多采样率网络化控制系统的优化控制

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作者：张业飞南京邮电大学

学位级别：硕士

由于网络化控制系统具有成本低、接线少、远程控制、灵活性强等众多优点,在工控和自动化等领域都得到广泛应用。然而由于目前网络技术和硬件的限制,控制数据在传输过程中会产生时延、丢包、采样周期波动等不可避免的问题,同时一个控制... 详细信息

由于网络化控制系统具有成本低、接线少、远程控制、灵活性强等众多优点,在工控和自动化等领域都得到广泛应用。然而由于目前网络技术和硬件的限制,控制数据在传输过程中会产生时延、丢包、采样周期波动等不可避免的问题,同时一个控制系统也不再局限于单一采样率,多采样率网络化控制系统的研究得到广泛关注。本文首先研究了具有不确定短时延和丢包的输入多采样率和输出多采样率网络化控制系统的H优化控制问题,在此基础上进一步考虑系统采样周期的不确定性,研究广义多采样率网络化控制系统H优化控制器的设计问题,具体如下:(1)针对具有不确定短时延和丢包的输入多采样率网络化控制系统,给出系统最优H状态反馈控制律的设计方法。假设输出采样周期是输入采样周期的整数倍,根据输出采样周期对系统进行离散化,利用伯努利随机序列描述系统丢包且假设丢包概率已知,利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式分析系统的稳定性,得到系统最优H状态反馈控制律存在的充分条件。最后,以永磁同步电机为例,通过MATLAB仿真来说明方法的有效性。(2)针对具有不确定短时延和丢包的输出多采样率网络化控制系统,给出系统最优H动态输出反馈控制律的设计方法。假设系统的状态不可量测,选择具有时延补偿功能的动态输出反馈控制器。此时输入采样周期是输出采样周期的整数倍,利用伯努利随机序列描述系统丢包且假设丢包概率已知,将时延的不确定性转换为矩阵参数的不确定性,利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式来分析系统的稳定性,得到系统最优H动态输出反馈控制律存在的充分条件。最后,以永磁同步电机为例,通过MATLAB仿真来说明方法的有效性。(3)针对具有不确定采样周期、不确定短时延和丢包的广义多采样率网络化控制系统,给出系统最优H动态输出反馈控制律的设计方法。在广义多采样率情况下,系统看成是由多个子系统组成的,各个子系统采样周期不同。利用区间矩阵原理将采样周期和时延的不确定性转化为矩阵参数的不确定性,利用李雅普诺夫稳定性理论结合线性矩阵不等式来分析系统的稳定性,得到系统最优H动态输出反馈控制律存在的充分条件。最后,以永磁同步电机为例,通过MATLAB仿真来说明方法的有效性。

关键词：网络化控制系统多采样率不确定采样周期不确定时延最优控制律

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