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事件触发机制下的充液航天器姿态控制

北京航空航天大学学报 2021年第2期47卷 382-390页

作者：董新蕾齐瑞云卢山王焕杰南京航空航天大学自动化学院南京211106 南京航空航天大学先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室南京211106 上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109

针对液体大幅晃动、通信资源受限的充液航天器姿态控制系统,提出一种自适应滑模控制与事件触发机制相结合的控制策略。首先,针对固-液耦合的充液航天器姿态控制系统,选用滑模变结构控制来削弱液体大幅晃动的非线性影响,并设计自适应更... 详细信息

针对液体大幅晃动、通信资源受限的充液航天器姿态控制系统,提出一种自适应滑模控制与事件触发机制相结合的控制策略。首先,针对固-液耦合的充液航天器姿态控制系统,选用滑模变结构控制来削弱液体大幅晃动的非线性影响,并设计自适应更新律在线估计不确定参数来提高系统的鲁棒性。然后,考虑星载计算机资源的限制,设计相对阈值的事件触发机制来决定控制输入信号的更新,从而减少控制器与执行器之间的信号更新对通信网络的占用。最后,仿真结果表明,在液体大幅晃动下,所提控制策略不但可以使航天器姿态控制系统最终收敛到任意小的界内,而且可以减少96%的控制信号传输,减轻航天器的通信负载。

关键词：事件触发机制液体大幅晃动自适应滑模控制充液航天器姿态控制

事件触发机制下离散分布时滞Markov跳变网络化系统故障检测

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东北石油大学学报 2022年第1期46卷 113-122,I0008页

作者：李艳辉冀广超张国旭东北石油大学环渤海能源研究院河北秦皇岛066004 东北石油大学电气信息工程学院黑龙江大庆163318

考虑具有分布时滞的离散Markov跳变网络化系统,为有效利用网络资源,减少网络数据的带宽占用,设计一种基于事件触发机制的故障检测滤波器。根据设计的Markov跳变网络化系统选取低保守性的Lyapunov泛函,推导故障检测系统随机稳定的充分条... 详细信息

考虑具有分布时滞的离散Markov跳变网络化系统,为有效利用网络资源,减少网络数据的带宽占用,设计一种基于事件触发机制的故障检测滤波器。根据设计的Markov跳变网络化系统选取低保守性的Lyapunov泛函,推导故障检测系统随机稳定的充分条件,利用凸优化求解算法计算故障检测滤波器参数。数值仿真实例验证故障检测方案的有效性及事件触发机制的优势。

关键词：故障检测事件触发机制分布时滞 Markov跳变网络化系统

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事件触发机制下的两种控制系统的研究

事件触发机制下的两种控制系统的研究

作者：杨帆江南大学

学位级别：硕士

网络控制系统（NCSs）组件间通过互联的数字网络进行信息交互。NCSs将网络空间连接到物理空间,以便远程执行多个任务,这不仅节约了安装成本,而且可以实现不同部件的远距离通信。网络通信虽然带来了便利,但也会造成一些影响,这往往使系... 详细信息

网络控制系统（NCSs）组件间通过互联的数字网络进行信息交互。NCSs将网络空间连接到物理空间,以便远程执行多个任务,这不仅节约了安装成本,而且可以实现不同部件的远距离通信。网络通信虽然带来了便利,但也会造成一些影响,这往往使系统稳定性分析变得困难。并且,在实际的工程运用中,NCSs的结构往往是复杂多变的,因此许多不同类型的控制系统被提出,例如由于系统存在严重的非线性特性而提出的T-S（Takagi-Sugeno）模糊系统等。为了节约计算和电池设备的能量资源并减轻网络带宽资源受限带来的影响,事件触发机制（ETM）应运而生。本文通过动态ETM分别对两种结构的控制系统进行信号采样并建立系统模型。在考虑网络攻击给系统带来影响的同时分析系统稳定性,并给出系统稳定的数值仿真。全文内容如下:1.对带非线性扰动和参数不确定性的NCSs的随机稳定性问题进行了研究。为了降低能耗和网络传输负担,提出了一种分散式动态事件触发方案（DDETS）。每个通道都可以通过该机制决定是否传输相应传感器采集的信号。针对通信网络的不可靠性,建立了一种新的基于多信道衰减和混合网络攻击的NCSs数学模型,其执行器受饱和约束。通过Lyapunov稳定性理论,得出基于静态控制器的NCSs具有随机稳定性,并由两个数值例子,证明了定理的有效性。2.对在双重欺骗攻击下的一类T-S模糊系统的随机稳定性问题进行了研究。系统信号经过对数量化器量化后通过网络传输,并分别在传感器与控制器间和控制器与执行器间受到不同建模方式的欺骗攻击。为了节约带宽资源,提出了一种新的DDETS,该触发机制在系统遭受不同模型的欺骗攻击时有不同的触发频率。通过引入耗散性能指标,推导出基于静态控制器的随机稳定性的充分条件,并由一个数值例子,证明了定理的有效性。

关键词：网络控制系统事件触发机制网络攻击 T-S模糊系统

事件触发机制下网络化系统的有限时间故障检测研究

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事件触发机制下网络化系统的有限时间故障检测研究

作者：李蓓哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着现代网络信息工程的高速发展,对网络化控制系统的安全性以及稳定性的要求变的更严格,网络化动态系统的故障检测得到学者们的广泛关注,相应的故障检测算法设计问题是具有挑战性的。一方面,在网络传输的过程中,由于通信带宽有限等约束... 详细信息

随着现代网络信息工程的高速发展,对网络化控制系统的安全性以及稳定性的要求变的更严格,网络化动态系统的故障检测得到学者们的广泛关注,相应的故障检测算法设计问题是具有挑战性的。一方面,在网络传输的过程中,由于通信带宽有限等约束,不可避免地会出现一些网络诱导现象(如网络诱导时滞、量化、网络攻击等),这些网络诱导现象不仅对系统性能造成不良影响,而且也会使得系统的分析和设计变得更加困难。另一方面,在许多工程环境中,通常要求系统在有限的时间内达到一定的性能指标。因此,为了保证网络化系统满足所需性能的同时又要提高通信资源的利用率,开展事件触发机制下网络化系统的有限时间故障检测问题研究是有意义的。本文以非线性离散系统为研究对象,基于不同的事件触发机制设计相应的有限时间故障检测滤波器。具体研究内容分述如下:1、针对一类量化影响下具有随机发生故障的离散非线性系统,研究静态事件触发机制下该类系统的有限时间故障检测滤波器设计问题。采用取值为0和1的Markov链刻画随机发生故障现象,并对测量输出进行量化。同时引入静态事件触发机制来缓解信道压力。根据可获得的系统数据,在保证系统满足期望的H性能条件和有限时间随机稳定的基础上,设计出有限时间故障检测滤波器算法,并通过求解线性矩阵不等式(LMI)得到滤波器增益矩阵。最后,给出一个数值仿真来演示该算法的有效性。2、探讨一类环事件触发机制下带有概率区间时变时滞和随机发生故障的离散非线性系统有限时间故障检测问题。这里,引入一个服从Bernoulli分布的随机变量来刻画随机时变时滞在两个区间取值的分布情况。为了节约网络资源及减少异常测量值,引入环事件触发机制来调节数据传输。构造基于环事件的有限时间故障检测滤波器,并且利用LMI的可行解获得滤波器增益的具体表达式。最后,通过一个数值算例验证了基于环事件的有限时间故障检测方法的有效性。3、针对一类具有随机欺骗攻击和随机发生故障的锥形非线性系统,提出了基于动态事件触发机制的故障检测方法。非线性函数满足圆锥型约束条件,随机欺骗攻击由Bernoulli随机变量来表示,引入可变的参数作为动态事件触发机制的阈值。然后,利用LMI方法得到滤波器参数矩阵的具体表达式。最后,利用Matlab对算例进行仿真实验,对给出的故障检测方法可行性进行验证。

关键词：事件触发机制概率区间时变时滞欺骗攻击有限时间稳定性故障检测

事件触发机制下Markov切换复杂网络同步控制及其应用

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事件触发机制下Markov切换复杂网络同步控制及其应用

作者：郭舵西安理工大学

学位级别：硕士

随着工业生产自动化程度的不断提升,传统的多电机系统已经逐渐向网络化方向发展,并且也对多电机网络的同步控制提出更高的要求。这主要是因为多电机网络的同步控制性能对工业生产的效率和产品质量有着较大的影响。因此,对多电机网络的... 详细信息

随着工业生产自动化程度的不断提升,传统的多电机系统已经逐渐向网络化方向发展,并且也对多电机网络的同步控制提出更高的要求。这主要是因为多电机网络的同步控制性能对工业生产的效率和产品质量有着较大的影响。因此,对多电机网络的同步控制进行研究具有非常重要的意义。本文以Markov切换多电机网络为研究背景,基于Markov切换复杂网络同步控制理论以及多智能体一致性算法,对具有不同权重的多电机网络同步控制和辨识问题进行分析与研究,旨在降低网络的控制成本和能量损耗。具体工作如下:(1)针对含有随机扰动和未知参数的单权重Markov切换多电机网络同步和辨识问题进行研究。考虑到系统对同步时间、控制成本和能量损耗的要求,在牵制控制策略、有限时间稳定性理论和随机控制理论的支撑下,构造出具有自适应律的有限时间控制器,以使单权重Markov切换多电机网络在实现有限时间同步的同时,也可以准确辨识出网络所存在的未知参数。最后,通过复杂网络同步仿真和多电机网络同步仿真来证明理论分析的正确性和所提控制策略的有效性。(2)针对多权重Markov切换多电机网络同步和辨识问题进行研究,考虑到网络拓扑结构随机切换给牵制控制策略受控节点选择所带来的困难,本文首次提出最优节点选择策略,在此节点选择策略下构造出可以快速自动选择重要节点的非线性控制器,以使多权重Markov切换多电机网络可以在低耦合强度和极少控制节点下快速实现有限时间同步和参数辨识,进一步减少网络的控制成本和能量损耗。最后通过两组仿真验证所提最优节点选择策略的有效性和普适性。(3)考虑到在控制过程中存在大量信息交互可能会造成数据延迟或丢失,从而给多电机网络的同步行为带来影响和破坏,本文将多智能体一致性算法与事件触发机制相结合,构造出可以剔除Markov切换多电机网络中无效信息交互和传递的触发控制器,以实现多电机网络的一致性同步控制。最后,通过数值仿真验证了所提控制策略的可行性,并实现了 Markov切换多电机网络的一致性同步控制。

关键词： Markov切换复杂网络事件触发机制有限时间同步牵制控制策略多电机网络

基于事件触发机制的多飞行器有限时间协同制导方法

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宇航学报 2023年第6期44卷 946-956页

作者：纪毅李俊贤王伟闫华杰范军芳北京信息科技大学自动化学院北京100192 高动态导航技术北京市重点实验室北京100192 北京理工大学宇航学院北京100081 无人机自主控制技术北京市重点实验室北京100081

针对多飞行器目标齐射问题,提出一种基于事件触发机制的有限时间一致性协同制导方法,通过事件触发机制减少控制指令生成与通信频次,进而降低了信道负载,提升了通信效率与可靠性。首先,设计了两阶段制导律,第一阶段使各飞行器的中间变量... 详细信息

针对多飞行器目标齐射问题,提出一种基于事件触发机制的有限时间一致性协同制导方法,通过事件触发机制减少控制指令生成与通信频次,进而降低了信道负载,提升了通信效率与可靠性。首先,设计了两阶段制导律,第一阶段使各飞行器的中间变量一致性误差收敛至一小区间,第二阶段利用三维比例导引律完成制导。其次,将多飞行器系统制导动力学模型整理为二阶多智能体动力学系统,并通过设计终端滑模面将其降阶为一阶多智能体动力学系统。最后,基于事件触发机制,分别设计了集中式与分布式一致性制导方法。理论分析与仿真结果验证了上述方法的有效性、有限时间收敛性与Zeno现象规避性。

关键词：多飞行器协同制导两阶段制导有限时间一致性事件触发机制终端滑模

事件触发机制下的多速率多智能体系统非脆弱一致性控制

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广东工业大学学报 2022年第5期39卷 102-111页

作者：刘建华李佳慧刘小斌穆树娟董宏丽东北石油大学人工智能能源研究院黑龙江大庆163318 上海电子信息职业技术学院中德工程学院上海201411 东北石油大学黑龙江省网络化与智能控制重点实验室黑龙江大庆163318 东北石油大学三亚海洋油气研究院海南三亚572024

针对一类多速率多智能体系统,研究在事件触发机制下的非脆弱H_(∞)一致性控制问题。为了更符合实际需要,采用多速率采样策略,并通过提升技术将多速率采样转化为单速率采样。考虑到智能体间的通信负担,引入事件触发机制来减少智能体间的... 详细信息

针对一类多速率多智能体系统,研究在事件触发机制下的非脆弱H_(∞)一致性控制问题。为了更符合实际需要,采用多速率采样策略,并通过提升技术将多速率采样转化为单速率采样。考虑到智能体间的通信负担,引入事件触发机制来减少智能体间的通信次数。此外,考虑到控制器在执行过程中可能出现的不精确性,本文设计一种可以容忍执行过程中变化/波动的控制器。综上,本文的目的是设计一种基于观测器的事件触发非脆弱控制器来实现多智能体系统的H_(∞)一致性控制。利用线性矩阵不等式技术,得到使系统满足H_(∞)一致性控制的充分条件,然后设计控制器参数。最后,为了说明事件触发控制方法的有效性,给出一个数值仿真实例。

关键词：多智能体系统多速率采样事件触发机制非脆弱控制器

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事件触发机制在电力系统中的研究与应用

事件触发机制在电力系统中的研究与应用

作者：夏玉德安徽工业大学

学位级别：硕士

随着通讯技术和控制理论的不断发展,能否及时获取系统状态信息对于整个系统的正常运行起着至关重要的作用。一般情况下,传统的控制策略大多采用时间触发机制周期性的传输数据,但是这种控制策略会大量占用网络带宽资源。为了克服时间触... 详细信息

随着通讯技术和控制理论的不断发展,能否及时获取系统状态信息对于整个系统的正常运行起着至关重要的作用。一般情况下,传统的控制策略大多采用时间触发机制周期性的传输数据,但是这种控制策略会大量占用网络带宽资源。为了克服时间触发机制的不足,学者们提出了一种事件触发机制。不同于时间触发机制,事件触发机制可以根据自身状态依赖的阈值函数和系统的动态行为,实时判断是否将采样数据发送给零阶保持器或控制器。因此,有效的减少了由于时间触发机制而引起的数据冗余的现象。本文针对事件触发机制的特点,考虑执行器故障,网络安全等方面因素,综合研究多种事件触发机制下电力系统的负荷频率控制问题。具体内容如下:1.考虑一类基于普通事件触发机制下的三区域电力系统,研究其容错控制问题。在设计控制器时,考虑了通信时延现象。主要目的是基于系统的输出设计一个PI型负载频率控制器并保证所分析的系统是均方渐进稳定的且满足期望的性能。其中,为了减轻通信信道的传输负担并克服系统运行过程中可能出现的执行器故障问题,采用事件触发机制和容错控制略,以提高系统的资源利用率并增强其可靠性。同时,基于通信时延的系统设计方法,建立基于负荷频率控制方案控制的时延电力系统的数学模型,并通过Lyapunov稳定性理论,推导出可确保以上要求并满足所研究问题可行解存在的条件。最后,通过一个仿真算例验证了所提方法的有效性和实用性。2.考虑一类记忆型事件触发机制下且具有semi-Markov跳变参数的单区域电力系统,研究其网络安全问题。为了进一步克服带宽限制,提出了一类记忆型事件触发机制,以减少传输数据包的数量。与现有的无记忆型事件触发机制相比,所提出的记忆型事件触发机制能够充分利用一系列最新发布信号。同时,考虑到开放网络的安全问题,将可能发生的欺骗攻击考虑在内并建立了一套完善的同时考虑记忆型事件触发机制和欺骗攻击影响的网络化电力系统模型。主要目的是设计一个输出反馈控制器以保证所研究的系统是随机均方稳定的且满足对应的性能。随后,通过选取合适的Lyapunov泛函和相应的稳定性理论,得到期望的控制器增益。最后,所提方法的可行性通过两个例子得以验证。3.考虑一类基于动态事件触发机制下的T-S模糊三区域电力系统,研究其鲁棒控制问题。在结合前述工作的成果下,提出了一类新型动态事件触发机制。与前述静态事件触发机制相比,该动态事件触发机制中的阈值可以根据当前测量值和最新传输值进行实时调整。同时,考虑到系统中存在的非线性,利用T-S模糊模型对系统建模。主要目的是设计一个输出反馈控制器以保证所研究的系统是渐近稳定的且具有很强的鲁棒性。挑选适当的Lyapunov泛函并结合控制理论,得到一系列能确保所得的闭环系统是渐近稳定的充分条件。通过一个常规的解耦方式得到对应的控制器增益,并通过一个数值例子验证所提方法的有效性。

关键词：事件触发机制电力系统负荷频率控制欺骗攻击 T-S模糊

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基于事件触发机制的神经网络同步控制

计算机应用 2023年第5期43卷 1641-1646页

作者：葛超常晨蕾姚征苏皓华北理工大学电气工程学院河北唐山063210 华北理工大学唐山市半导体集成电路重点实验室河北唐山063210

对于混合时滞神经网络同步控制中控制器存在随机摄动的问题,提出一种基于事件触发机制的非脆弱控制器。首先,使用一个服从伯努利分布的随机变量描述控制器增益摄动存在的随机性;其次,在神经网络同步控制过程中引入事件触发机制;接着,构... 详细信息

对于混合时滞神经网络同步控制中控制器存在随机摄动的问题,提出一种基于事件触发机制的非脆弱控制器。首先,使用一个服从伯努利分布的随机变量描述控制器增益摄动存在的随机性;其次,在神经网络同步控制过程中引入事件触发机制;接着,构造一个新颖的双边李雅普诺夫函数,充分考虑系统状态信息,同时利用改进的积分不等式对泛函导数进行放缩,得到同步误差系统指数稳定性的充分条件;最后,基于解耦技术设计了非脆弱控制器。通过仿真实例验证了所提控制器的有效性。实验结果表明,在四罐系统中,在相同采样周期下,与现有的指数衰减系数相比,所提控制器获得的指数衰减系数提升了0.16。

关键词：神经网络事件触发机制指数同步非脆弱控制器李雅普诺夫函数