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不确定时延广义网络控制系统的保性能控制

东北大学学报（自然科学版） 2012年第1期33卷 25-29页

作者：王军义李春吉陈向勇东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819 东北大学理学院辽宁沈阳110819

研究了正则且无脉冲的广义网络控制系统的保性能控制问题.针对传感器是时钟驱动,控制器和执行器是事件驱动,且网络的不确定时延小于一个采样周期的广义网络控制系统,利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式,推导出系统状态反馈保性能控制... 详细信息

研究了正则且无脉冲的广义网络控制系统的保性能控制问题.针对传感器是时钟驱动,控制器和执行器是事件驱动,且网络的不确定时延小于一个采样周期的广义网络控制系统,利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式,推导出系统状态反馈保性能控制律存在的充分条件,并给出了设计方法.最后通过数值仿真,给出了含有不确定性时延的广义网络控制系统的状态反馈保性能控制律,说明了该方法的有效性.

关键词：广义网络控制系统不确定时延状态反馈保性能控制

一类短时延的广义网络控制系统的鲁棒H_∞控制

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东北大学学报（自然科学版） 2011年第5期32卷 609-613页

作者：王燕锋井元伟张嗣瀛黄凤芝东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819

基于正则、无脉冲和线性定常的广义系统,研究了一类网络控制系统的H∞控制问题.针对传感器和执行器节点由时钟驱动,控制器节点由事件驱动,网络总诱导时延小于一个采样周期及具有有限能量的外部扰动的网络控制系统,利用李亚普诺夫理论和... 详细信息

基于正则、无脉冲和线性定常的广义系统,研究了一类网络控制系统的H∞控制问题.针对传感器和执行器节点由时钟驱动,控制器节点由事件驱动,网络总诱导时延小于一个采样周期及具有有限能量的外部扰动的网络控制系统,利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式描述方法,推导出动态输出反馈H∞控制律存在的充分条件,并给出了相应的设计方法.通过仿真实例,说明了所用方法的有效性.

关键词：时延线性矩阵不等式广义网络控制系统动态输出反馈 H∞控制

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广义网络控制系统错序问题的建模与分析

广义网络控制系统错序问题的建模与分析

作者：朱雪婷东北大学

学位级别：硕士

随着网络控制系统(Networked control systems,NCSs)的不断发展与完善,无论是从体系结构、实现功能、控制技术和复杂程度等方面看,其都涵盖现场总线控制系统(FCS)、集中控制系统(CCS)和分散控制系统(DCS)等系统,所以一些网络控制系统已... 详细信息

随着网络控制系统(Networked control systems,NCSs)的不断发展与完善,无论是从体系结构、实现功能、控制技术和复杂程度等方面看,其都涵盖现场总线控制系统(FCS)、集中控制系统(CCS)和分散控制系统(DCS)等系统,所以一些网络控制系统已经不具备正常系统的特性,如完整性、定常性、确定性和因果性等。如果把网络控制的广义被控对象理想假设成正常的网络系统来考虑,势必忽略一些细微而重要问题。因此,有必要研究广义被控对象的网络控制系统。由于网络的介入,不可避免地会在控制系统中引发传输时延,数据包丢失,数据包时序错乱等问题,这些问题的存在降低系统的性能,甚至使系统不稳定,使得控制系统的分析和综合变得更加复杂。错序严重影响端对端的用户性能指标,对网络和用户终端而言,错序导致资源的无效利用。因此,针对广义网络控制的错序问题的研究,有一定的实际意义。首先,针对一类正则、无脉冲的广义网络控制系统,考虑单包传输情况下的错序问题,以选取最新信号作为执行器输入为原则,根据每个数据包的时延,提出能表示数据包错序的函数,建立能表示和有效消除错序影响的模型。其次,由于信号的时延是时变的,可将建立的错序模型转化为不确定的系统,给出系统鲁棒稳定的充分条件,利用相应的引理,将其转化成线性矩阵不等式,求出稳定控制器,给出算例。最后,针对多包传输,在一定的假设条件,考虑没有数据包丢失的情况下,将单包错序模型扩展到多包的情况下,得到针对广义被控对象多包传输下的错序模型,给出算例。

关键词：广义网络控制系统错序鲁棒稳定多包传输

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广义网络控制系统的建模与学习控制

广义网络控制系统的建模与学习控制

作者：李祖松安徽工程大学

学位级别：硕士

随着网络通信技术的日渐成熟、计算机控制技术的飞速发展及工业自动化的相互促进,网络控制系统(Networked Control System,NCS)应运而生。因其是集多学科的综合体系,涉及一国的国防安全及经济命脉,得到了世界各国和学术界的普遍重视。... 详细信息

随着网络通信技术的日渐成熟、计算机控制技术的飞速发展及工业自动化的相互促进,网络控制系统(Networked Control System,NCS)应运而生。因其是集多学科的综合体系,涉及一国的国防安全及经济命脉,得到了世界各国和学术界的普遍重视。近年来网络控制系统得到了快速的发展,理论水平进展显著,应用领域扩大迅速,但其基本理论体系仍尚未形成。目前,有关网络控制系统的研究中,研究内容涉及系统建模、调度方法、控制策略、体系架构等多方面。研究对象包括正常系统和广义系统两类,其中对正常系统的研究成效显著,取得了丰硕成果。而广义系统作为正常系统的推广,存在于大量的实际系统模型中,但针对其为被控对象的广义网络控制系统(Descriptor Networked Control System,DNCS)却鲜有人参与研究。因广义系统区别于正常系统,适用于正常系统的理论并不一定再适用于广义系统,且广义系统本身的复杂性,使广义网络控制系统的研究必要且相对困难,具有一定的挑战性。研究广义网络控制系统的基本理论对丰富和发展网络控制系统理论、促进工业实践运用具有重要的科学意义和潜在价值。鲁棒控制、预测控制等传统控制方法大量存在于现有的网络控制系统研究中,取得了较好的控制效果,但随着被控对象的复杂化,传统控制方法的再运用难以保证会继续取得良好的控制性能。而随着智能控制的发展,将其运用在网络控制系统中,成为学者们的研究方向之一,并取得了良好的控制效果和较大发展。学习控制作为智能控制的高级分支,具有可发现潜在规律以及适应环境等特点,能有效提高系统控制性能,迭代学习控制作为学习控制中讨论重点之一,引来学术界近年来广泛关注,因算法简单但控制效果突出,适合于具有重复运动性质的系统,被越来越多的运用到网络控制系统中,并逐渐发展成为研究热点。本课题以广义系统和广义网络控制系统为研究对象,探索广义系统在迭代学习控制下的控制效果、分析迭代学习控制运用在广义网络控制系统的可行性和有效性。具体研究内容如下：1、针对线性定常广义系统研究对象,明确广义控制系统的研究前提,探讨开环、闭环和开闭环迭代学习率的特点和优缺点,分析系统在开闭环迭代学习控制率下的收敛条件和控制效果,验证开闭环迭代学习控制的算法优越性,引申提出其用在广义网络控制系统中的可行性。2、针对连续广义网络控制系统,按照网络中时延存在,但丢包情况的不同,考虑两种情况下系统在迭代学习控制算法下的收敛性差异,对广义网络控制系统的迭代学习控制做初步探索。3、考虑离散广义网络控制系统,在单输入单输出和多输入多输出两种情况下,分析系统在时延和丢包同时存在下的迭代学习控制问题,给出系统稳定性的收敛条件。4、基于Matlab/Simulink工具,针对广义网络控制系统的迭代学习控制进行仿真,验证时延和丢包对系统性能的影响,同时验证迭代学习控制在网络控制系统中运用的可行性。网络控制系统的研究正如火如茶,广义网络控制系统的研究也蓄势待发。初步探索迭代学习控制在广义网络控制系统中的应用,为后续广义网络控制系统和迭代学习控制,乃至学习控制的研究提出有益尝试,也是本课题研究目的所在。

关键词：广义系统网络控制系统广义网络控制系统学习控制迭代学习控制网络诱导时延数据包丢失

具有不确定时延的广义网络控制系统的稳定性分析

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具有不确定时延的广义网络控制系统的稳定性分析

作者：王军义东北大学

学位级别：硕士

随着计算机技术、网络技术和控制应用的快速发展,网络控制系统受到了广泛的关注,并成为国际控制领域的一个研究热点,它具有信息资源共享、连线少、易于扩展、易于维护、高效率、高可靠性及灵活等很多优点.但是由于网络的引入,使得闭环... 详细信息

随着计算机技术、网络技术和控制应用的快速发展,网络控制系统受到了广泛的关注,并成为国际控制领域的一个研究热点,它具有信息资源共享、连线少、易于扩展、易于维护、高效率、高可靠性及灵活等很多优点.但是由于网络的引入,使得闭环控制中不可避免的存在网络诱导时延、数据包丢失和时序错乱,而且这种时延是时变的、不确定的,会降低闭环系统的性能,甚至导致系统失稳,因此,在网络控制系统中有待于深入研究. 目前,对于具有网络诱导时延及数据包丢失网络控制系统的建模、稳定性分析及控制器设计等问题的研究取得了很大的成果.本文在对前人所研究的网络控制系统的稳定性分析的基础上,来研究广义网络控制系统的指数稳定和保性能控制,从而使闭环系统具有不同的反馈矩阵,达到新的稳定. 本文的主要工作概述如下：第一章,介绍了网络控制系统的研究现状,它的特点和发展动态,还有网络控制系统所存在的问题. 第二章,介绍了广义系统的发展和基本概念,相关问题和所用到的一些定理. 第三章,研究了含有不确定时延和数据包丢失的广义网络控制系统的指数稳定性问题.假定 (1)网络只存在于传感器和控制器之间. (2)传感器采用时钟驱动,采样周期为T,控制器、执行器采用事件驱动. (3)τsck表示从传感器到控制器的网络时延,且为时变的,不确定的. 然后将广义网络控制系统建模为异步动态系统,采用状态反馈控制,来研究其系统的指数稳定性. 第四章,研究了含有不确定时延的广义网络控制系统的保性能控制.考虑传感器是时钟驱动,控制器和执行器是事件驱动的系统模型,利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式,推导出系统状态反馈保性能控制律存在的充分条件和系统的相应的性能指标的上界,并给出了设计方法. 第五章,对全文进行总结,对于本文的所做的研究加以深化,指出今后进一步有待解决的问题,给出展望.

关键词：不确定时延数据包丢失广义网络控制系统异步动态系统指数稳定保性能控制

长时延广义网络控制系统的丢包问题与鲁棒H∞控制研究

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长时延广义网络控制系统的丢包问题与鲁棒H∞控制研究

作者：鲍冬冬河北科技大学

学位级别：硕士

网络控制系统(Networked Control Systems,简称NCS)指状态反馈器依据网络传输信息的闭环控制系统。与传统控制系统相比,网络控制系统具有成本少,易维护,安装方便以及可资源共享等优点。网络控制系统已经大量应用在航天,船舶等先进领域... 详细信息

网络控制系统(Networked Control Systems,简称NCS)指状态反馈器依据网络传输信息的闭环控制系统。与传统控制系统相比,网络控制系统具有成本少,易维护,安装方便以及可资源共享等优点。网络控制系统已经大量应用在航天,船舶等先进领域。同时,因为网络控制系统中数据在网络中传输是最重要的环节,在此过程中,由于存在时延和信息包丢失情况的发生,使网络控制系统变得复杂,增加了学者对其的兴趣。所以,网络控制系统的研究不仅有其理论价值的意义,还对实际控制发展起着重要作用。首先研究了长时延广义网络控制系统的丢包问题与稳定性分析。设有一定的丢包发生率,将其建模为两个事件发生的异步动态系统,利用相应理论给出了系统稳定的充分条件,仿真实例证明了其可行性。然后研究了具有长时延网络控制系统鲁棒H?控制的问题,首先假设传感器是时间驱动,控制器和执行器是事件驱动,考虑所取得采样周期在大于一个采样周期和一定的有限能量的外部干扰下,针对这种有不确定长时延网络化控制建立为具有离散的时变不确定系统模型。然后构造满足一定条件的Lyapunov函数,根据Lyapunov稳定性满足的条件和线性矩阵不等式,得到使该网络控制系统渐近稳定的H?性能判断的充分条件,仿真算例验证了这种方法的可行性和有效性。之后研究具有长时延广义网络控制系统鲁棒H?控制问题,我们首先假定传感器是时间驱动,控制器和执行器是事件驱动,网络时延在两个采样周期之间以及有限能量的外部扰动的网络化控制系统,利用状态增广的方法,将其建立为离散时变的不确定系统模型,并且利用李雅普诺夫理论和线性矩阵不等式描述方法,推导出了动态输出反馈H?控制律存在的充分条件。通过仿真实例,说明了该方法的有效性。

关键词：广义网络控制系统鲁棒控制 H_∞控制长时延丢包

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若干类广义网络控制系统的分析与控制

若干类广义网络控制系统的分析与控制

作者：詹发燕东北大学

学位级别：硕士

本文主要研究的是被控对象为广义系统模型的网络控制系统.随着计算机技术、电子和通信技术的快速发展,网络应用已经在全球范围内日益普及.在控制领域,网络也已引领控制系统的结构发生着巨大变化.同时,又由于广义系统相对于正常系统更符... 详细信息

本文主要研究的是被控对象为广义系统模型的网络控制系统.随着计算机技术、电子和通信技术的快速发展,网络应用已经在全球范围内日益普及.在控制领域,网络也已引领控制系统的结构发生着巨大变化.同时,又由于广义系统相对于正常系统更符合实际问题模型.无可否认广义网络控制系统的研究包含着巨大的应用价值.本文重点研究了广义网络控制系统的保性能控制与鲁棒H∞控制问题. 首先,介绍了广义网络控制系统的研究目的与研究意义,并分别针对网络控制系统和广义网络控制系统简单概述了它们各自的基本问题和研究现状,以及本文所用到的相关基础知识. 其次,研究了广义网络控制系统的保性能控制器的设计问题.为了解决广义网络控制系统中存在的不确定时延问题,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,广义网络控制系统模型转化为含有不确定性的离散模型.根据Lyapunov函数理论及线性矩阵不等式（LMI）方法,给出了保性能控制律存在的一个充分条件,并进而利用线性矩阵不等式给出了保性能控制器的一个参数化表示. 再次,研究了一类具有不确定时延的广义网络控制系统的鲁棒H∞控制问题.假设控制器和执行器都为事件驱动,传感器为时间驱动,时延不确定且不大于一个采样周期,将此类控制系统的广义被控对象建模为一类具有不确定性的线性离散系统.基于Lyapunov函数和线性矩阵不等式（LMI）方法,导出了闭环系统渐近稳定的充分条件,并给出了满足给定的H∞性能指标的充分条件,以及控制器的设计方法. 最后,对本文用到的主要研究方法进行了总结,并对广义网络系统进行了展望,同时指出了本文存在的不足之处以及可能的改进地方.

关键词：广义网络控制系统网络诱导时延数据丢失保性能控制鲁棒H∞控制线性矩阵不等式系统仿真

时变时延广义网络控制系统动态输出反馈比例积分控制

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时变时延广义网络控制系统动态输出反馈比例积分控制

具有时延及数据包丢失的广义网络控制系统稳定性分析

2009年中国智能自动化会议

作者：党向东张庆灵东北大学系统科学研究所沈阳理工大学信息科学与工程学院

研究具有时变时延和丢包广义网络控制系统模型、指数稳定性和动态输出反馈比例积分控制器设计.将有时变时延和丢包的动态输出反馈比例积分控制网络控制系统建模为有事件率约束的异步动态系统.基于异步动态系统理论、Lyapunov稳定性原理... 详细信息

研究具有时变时延和丢包广义网络控制系统模型、指数稳定性和动态输出反馈比例积分控制器设计.将有时变时延和丢包的动态输出反馈比例积分控制网络控制系统建模为有事件率约束的异步动态系统.基于异步动态系统理论、Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式方法提出时变时延丢包动态输出反馈广义网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和动态输出反馈比例积分控制器设计方法.数值例子说明提出的指数稳定的半负定条件和比例积分控制器设计方法是可行的.

关键词：广义网络控制系统动态输出反馈指数稳定性

来源： cnki会议评论

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东北大学学报（自然科学版） 2009年第1期30卷 17-20页

作者：杜昭平张庆灵刘丽丽东北大学理学院辽宁沈阳110004

对一类具有时延及数据包丢失的正则、无脉冲广义网络控制系统进行分析,其中传感器采用时钟驱动,控制器和执行器采用事件驱动.假设传输时延小于一个采样周期,数据包传输成功率一定,将广义网络控制系统进行建模为异步动态系统,同时利用李... 详细信息

对一类具有时延及数据包丢失的正则、无脉冲广义网络控制系统进行分析,其中传感器采用时钟驱动,控制器和执行器采用事件驱动.假设传输时延小于一个采样周期,数据包传输成功率一定,将广义网络控制系统进行建模为异步动态系统,同时利用李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法,给出系统稳定的充分条件.借助于Matlab LMI工具箱,可在判定系统稳定的同时,获得使系统稳定的状态反馈控制律.最后的仿真实例表明该方法的可行性.

关键词：网络诱导时延数据包丢失广义网络控制系统异步动态系统稳定性