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基于连续反演算法的时滞补偿控制综述

工程科学学报 2022年第6期44卷 1053-1061页

作者：马永浩张爽何修宇刘志杰北京科技大学人工智能研究院北京100083 北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学顺德研究生院佛山528399

在实际系统的工作过程中,时滞现象普遍存在,如控制信号的采集与传输、控制器的构建与实施、事件的决策与处理等.考虑并有效处理时滞特性的影响有助于提升系统的性能.基于连续反演算法的时滞补偿控制策略是一种有效的控制方法且取得很多... 详细信息

在实际系统的工作过程中,时滞现象普遍存在,如控制信号的采集与传输、控制器的构建与实施、事件的决策与处理等.考虑并有效处理时滞特性的影响有助于提升系统的性能.基于连续反演算法的时滞补偿控制策略是一种有效的控制方法且取得很多研究成果.该时滞补偿控制的主要思路是将具有时滞特性的常微分方程或偏微分方程变换为不具有时滞特性的常微分方程−偏微分方程/常微分方程−偏微分方程(ODE−PDE/PDE−PDE)级联系统.进一步地,基于变换的级联系统,结合连续反演算法提出相应的控制策略.该方法具有系统的稳定性证明简单,鲁棒性强,易于求取闭环系统精确解等优点.详细论述了连续反演算法的基本原理,并针对基于连续反演算法的时滞补偿控制算法在处理输入、输出、状态等类型时滞特性的最新研究进展做简单的阐述和总结.最后,开放式地论述了时滞系统的未来研究方向.

关键词：时滞系统输入时滞输出时滞连续反演算法分布参数系统

时滞半Markov切换随机系统输入–状态稳定性分析的时变驻留时间条件方法

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控制理论与应用 2023年第2期40卷 322-330页

作者：刘乾何勇宁重阳中国地质大学(武汉)自动化学院湖北武汉430074 复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室湖北武汉430074 中南林业科技大学计算机与信息工程学院湖南长沙410004

本文针对时滞半Markov切换随机系统,建立了一种基于时变驻留时间条件的不定多重Lyapunov-Razumikhin函数方法,给出了系统输入–状态稳定性和积分输入–状态稳定性判别条件.一方面,构造了一种不定多重Lyapunov函数,不要求每个子系统对应... 详细信息

本文针对时滞半Markov切换随机系统,建立了一种基于时变驻留时间条件的不定多重Lyapunov-Razumikhin函数方法,给出了系统输入–状态稳定性和积分输入–状态稳定性判别条件.一方面,构造了一种不定多重Lyapunov函数,不要求每个子系统对应的Lyapunov-Razumikhin函数导数总是保持负定,从而放宽了对于子系统稳定性要求,甚至允许了不稳定子系统的存在;另一方面,提出了一种时变驻留时间条件来表示半Markov切换信号的切换次数与子系统驻留时间之间的关系,利用时变函数对切换次数进行估计,间接放松了不定多重Lyapunov-Razumikhin函数选取的限制.最后,数值算例验证了所提方法的有效性.

关键词：半Markov切换系统随机系统时滞系统输入–状态稳定性 Lyapunov-Razumikhin函数不定多重Lyapu-nov函数时变驻留时间条件

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时滞系统的完全稳定性研究综述

控制与决策 2018年第7期33卷 1153-1170页

作者：李旭光张颖伟冯琳东北大学信息科学与工程学院沈阳110004

时滞系统的完全稳定性问题是控制领域中的一个基础理论问题,长期以来受到了人们的关注.然而,该问题非常复杂,人们往往存在一些不正确的理解,目前国内外尚未见到专门关于这一问题的综述性文献.对此,从基础知识、现有方法回顾、技术难点... 详细信息

时滞系统的完全稳定性问题是控制领域中的一个基础理论问题,长期以来受到了人们的关注.然而,该问题非常复杂,人们往往存在一些不正确的理解,目前国内外尚未见到专门关于这一问题的综述性文献.对此,从基础知识、现有方法回顾、技术难点、求解思路等方面对时滞系统完全稳定性问题做一个全面、直观的介绍.最后,介绍一种最近提出的分析方法—–频域扫描框架.在该框架下,时滞系统完全稳定性问题能够得到完整的解决.

关键词：时滞系统完全稳定性频域扫描框架渐近行为一致性

基于自适应事件触发的时滞系统分布式l_(2)-l_(∞)滤波

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控制与决策 2022年第4期37卷 1074-1080页

作者：乔伟豪朱凤增彭力江南大学物联网应用技术教育部工程中心江苏无锡214122 无锡太湖学院江苏省物联网应用技术重点建设实验室江苏无锡214064

研究一类基于自适应事件触发机制的时滞系统分布式滤波问题.自适应事件触发条件由滤波器自身最新释放数据、当前时刻估计值及邻居节点最新释放数据共同决定.此事件触发机制采用阈值自适应调节方案,阈值参数在保证滤波器性能的前提下根... 详细信息

研究一类基于自适应事件触发机制的时滞系统分布式滤波问题.自适应事件触发条件由滤波器自身最新释放数据、当前时刻估计值及邻居节点最新释放数据共同决定.此事件触发机制采用阈值自适应调节方案,阈值参数在保证滤波器性能的前提下根据滤波误差动态变化,最大程度上节约网络通信资源.首先,给出滤波误差系统均方指数稳定的充分条件;其次,构造一个Lyapunov函数来分析滤波误差系统满足l_(2)-l_(∞)的性能指标;再次,设计离散时滞系统分布式l_(2)-l_(∞)滤波器,并通过线性矩阵不等式方法求解滤波器参数;最后,通过仿真实例说明滤波器能够降低系统时滞带来的影响,且在保证滤波性能前提下减少通信次数,节约网络资源.

关键词：分布式滤波自适应事件触发 l_(2)-l_(∞)性能传感器网络时滞系统

基于凸空间收缩滤波的噪声不确定时滞系统状态估计

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控制理论与应用 2022年第12期39卷 2331-2339页

作者：王子赟李南江王艳纪志成江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心江苏无锡214122

针对受未知但有界噪声干扰的噪声不确定时滞系统,提出了一种基于凸空间收缩滤波的系统状态估计方法.首先,利用凸空间定义包裹系统真实状态的可行集,求解下一时刻的凸空间体形状矩阵;随后从凸空间收缩角度,利用当前时刻噪声和扰动构造带... 详细信息

针对受未知但有界噪声干扰的噪声不确定时滞系统,提出了一种基于凸空间收缩滤波的系统状态估计方法.首先,利用凸空间定义包裹系统真实状态的可行集,求解下一时刻的凸空间体形状矩阵;随后从凸空间收缩角度,利用当前时刻噪声和扰动构造带空间,得到满足状态预测和量测更新条件的凸空间结构;进而,依据时滞系统约束条件构造线性规划不等式方程组,利用线性规划求解该凸空间,得到包裹状态可行集的最紧致凸空间体;最后,通过数值仿真与电池化成工艺变换器案例仿真,验证了本文所提方法解决不确定时滞系统状态估计问题的有效性和准确性.

关键词：凸空间滤波时滞系统状态估计

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时滞系统稳定性的非对称型泛函方法

时滞系统稳定性的非对称型泛函方法

作者：盛兆亮青岛大学

学位级别：硕士

时滞现象广泛存在于各类实际系统中,诸如网络传输系统、通讯系统、电力系统等。时滞往往会对动力学系统的各项性能产生负面影响但却又难以避免。关于时滞系统的研究具有重要的理论意义和应用价值,特别是基础的稳定性问题。针对时滞系统... 详细信息

时滞现象广泛存在于各类实际系统中,诸如网络传输系统、通讯系统、电力系统等。时滞往往会对动力学系统的各项性能产生负面影响但却又难以避免。关于时滞系统的研究具有重要的理论意义和应用价值,特别是基础的稳定性问题。针对时滞系统,无论是稳定性相关基础方法的改进,还是复杂系统的深入分析和控制,均为当前亟待解决的重要问题。因此,本文主要研究了线性时滞系统、T-S模糊时滞系统、采样数据控制系统等的稳定性与镇定问题,并针对时滞系统提出了一种新型的非对称型L-K泛函方法,结合了各项改进的技术,以此获得一系列低保守性的线性矩阵不等式(LMI)形式的结果。本文主要研究工作和成果总结如下:1.针对线性时滞系统的稳定性问题,提出一种新型非对称型L-K泛函方法,改进了传统的对称型泛函方法。新泛函不再要求涉及矩阵全部对称和正定。根据新方法,获得了一系列相较先前成果保守性更低的时滞相关渐近稳定性结果。通过数值例子充分比较所获结果与文献成果,以此验证新方法的有效性和优越性。2.基于所提非对称型L-K泛函方法,研究含时滞T-S模糊系统的稳定性和镇定问题,包括常时滞和时变时滞两种情况。根据新方法并结合改进隶属度函数相关技术,有效降低稳定性和镇定结果的保守性,相较先前成果具有显著改进。提供多组数值例子展现方法和结果的有效性以及相较文献的优势。3.研究采样数据系统的稳定性和控制镇定问题,相关工作分为两部分。第一部分针对采样数据系统的稳定性,提出一种新型半环泛函方法,有效改进和扩展了先前常用方法,以此获得一系列低保守性的稳定性准则。第二部分针对采样数据控制的T-S模糊系统,基于半环泛函方法并结合所提非对称型时滞泛函项和采样间隔相关泛函项,获得含时滞系统的稳定性准则。并为充分展示和比较新方法,提供无时滞系统的稳定性准则,结合所提镇定简化技术,获得相应控制镇定结果,所获结果相较先前成果具有低保守性。在两部分最后提供多组例子展示结果的有效性和优势。

关键词：时滞系统稳定性与镇定非对称型L-K泛函方法 T-S模糊系统采样数据系统半环泛函方法

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时滞系统自抗扰滑模控制

系统仿真学报 2019年第1期31卷 102-109页

作者：王素珍孙国法刘胜荣青岛理工大学自动化工程学院

针对含输入端未知时延的时滞系统,利用坐标变换设计了三阶非线性反馈扩张状态观测器。扩张状态观测器能够同时估计变换后的系统状态和输入端总扰动信号,非线性反馈具有快速收敛性。通过对时延环节的一阶近似,时滞系统被转化为带有未知... 详细信息

针对含输入端未知时延的时滞系统,利用坐标变换设计了三阶非线性反馈扩张状态观测器。扩张状态观测器能够同时估计变换后的系统状态和输入端总扰动信号,非线性反馈具有快速收敛性。通过对时延环节的一阶近似,时滞系统被转化为带有未知函数的二阶非线性不确定性系统的输出反馈控制问题。在此基础上,设计基于跟踪微分器和扩张状态观测器的二阶滑模控制器,实现了输出信号的快速精确跟踪。数值仿真结果验证了所提出控制算法的有效性。

关键词：时滞系统扩张状态观测器自抗扰控制滑模控制

非线性时滞系统基于降阶观测器的反步镇定控制

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控制理论与应用 2022年第8期39卷 1433-1441页

作者：李文杰张正强曲阜师范大学工学院山东日照276826

针对一类状态未知的非线性严格反馈时滞系统,本文提出了一种基于静态增益函数的输出反馈控制方案.首先构造了降阶观测器以估计非线性系统的未知状态.然后在Backstepping设计的每一步定义了具有控制增益函数的新型Lyapunov-Krasovskii泛... 详细信息

针对一类状态未知的非线性严格反馈时滞系统,本文提出了一种基于静态增益函数的输出反馈控制方案.首先构造了降阶观测器以估计非线性系统的未知状态.然后在Backstepping设计的每一步定义了具有控制增益函数的新型Lyapunov-Krasovskii泛函以补偿未知时变时滞,定义新的选择不唯一的连续控制增益函数以补偿非匹配项以及Lyapunov-Krasovskii泛函补偿时滞时产生的非负项.提出了一种无记忆输出反馈控制方案.理论分析表明:该控制方案消除了未知时滞的影响,保证了闭环系统所有信号的有界性,并使系统实现渐近稳定.最后仿真结果验证了此控制方案的有效性.

关键词：时滞系统输出反馈控制降阶观测器静态增益函数渐近稳定

时滞系统的输出反馈滑模控制的一种奇异系统方法

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自动化学报 2013年第5期39卷 594-601页

作者：刘月马树萍山东大学数学学院济南250100

利用一种奇异系统方法讨论了时滞系统的输出反馈滑模控制问题.时滞系统的非线性项满足范数有界约束.首先,将滑动模态与线性切换面作为一个奇异时滞系统,基于奇异时滞系统的稳定性理论,给出滑动模态稳定及切换面存在的线性矩阵不等式(Lin... 详细信息

利用一种奇异系统方法讨论了时滞系统的输出反馈滑模控制问题.时滞系统的非线性项满足范数有界约束.首先,将滑动模态与线性切换面作为一个奇异时滞系统,基于奇异时滞系统的稳定性理论,给出滑动模态稳定及切换面存在的线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)充分条件.然后,给出使得系统闭环渐近稳定的静态输出反馈滑模控制器的设计方法,此控制器保证闭环系统有限时间到达切换面.最后,用数值算例验证本文方法的有效性和正确性.

关键词：时滞系统滑模控制奇异系统方法静态输出反馈线性矩阵不等式