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一类飞行器网络控制系统的鲁棒故障检测算法

宇航学报 2012年第12期33卷 1736-1741页

作者：牛尔卓王青董朝阳北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

针对同时存在马尔可夫短时延和数据包丢失的网络环境,研究了一类飞行器网络控制系统的鲁棒故障检测问题。通过将马尔可夫短时延与丢包建模为一个有限马尔可夫链,并针对丢包建立相应的数学模型,飞行器网络控制系统被建模为离散有限马尔... 详细信息

针对同时存在马尔可夫短时延和数据包丢失的网络环境,研究了一类飞行器网络控制系统的鲁棒故障检测问题。通过将马尔可夫短时延与丢包建模为一个有限马尔可夫链,并针对丢包建立相应的数学模型,飞行器网络控制系统被建模为离散有限马尔可夫跳变线性系统。在此基础上构建残差发生器,相应的故障检测问题归结为H∞滤波问题。以线性矩阵不等式的形式给出并证明了故障检测滤波器的存在条件和求解方法。仿真结果表明,所提出的建模方法能够有效地减少丢包对故障检测性能的影响,同时上述故障检测方法对故障敏感,对未知扰动具有鲁棒性。

关键词：飞行器网络控制系统故障检测马尔可夫跳变线性系统

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离散双切换线性正系统的L1增益性能分析

自动化仪表 2022年第2期43卷 23-29页

作者：席敏龙飞贵州大学大数据与信息工程学院贵州贵阳550025 贵州理工学院人工智能与电气工程系贵州贵阳550003

离散时间双切换线性正系统是同时受到确定切换信号和Markov随机切换信号共同影响的系统。鲁棒稳定以及扰动抑制问题是研究混杂系统稳定性的重要问题,但双切换正系统的扰动抑制问题研究较少。基于此研究背景,提出了新型的切换系统——具... 详细信息

离散时间双切换线性正系统是同时受到确定切换信号和Markov随机切换信号共同影响的系统。鲁棒稳定以及扰动抑制问题是研究混杂系统稳定性的重要问题,但双切换正系统的扰动抑制问题研究较少。基于此研究背景,提出了新型的切换系统——具有指数不确定性的离散时间双切换线性正系统(DDSLPS),通过构建Co-positive Lyapunov能量衰减函数,利用线性编程(LP)得到确保DDSLPS在持续驻留时间(PDT)约束下系统满足鲁棒指数几乎处处稳定(Robust-EAS)的充分条件。另外,将此方法推广到DDSLPS的L1增益分析中,得到闭环系统在鲁棒指数几乎处处稳定下满足L1性能指标x的充分条件。利用Matlab数值仿真,验证了所用方法的有效性和所得结果的正确性。

关键词：正系统离散时间双切换线性正系统持续驻留时间马尔可夫跳变线性系统 L1增益 Co-positive Lyapunov函数

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网络化系统的状态反馈保性能控制

信息与控制 2007年第3期36卷 340-344,351页

作者：马卫国邵诚大连理工大学先进控制技术研究所辽宁大连116024

研究了具有随机网络诱导时延且数据包丢失服从马尔可夫链的网络化系统的保性能控制问题.将网络化控制系统建模为具有两种运行模式的马尔可夫跳变线性系统.根据马尔可夫跳变线性系统理论,给出了网络化系统状态反馈保性能控制器存在的充... 详细信息

研究了具有随机网络诱导时延且数据包丢失服从马尔可夫链的网络化系统的保性能控制问题.将网络化控制系统建模为具有两种运行模式的马尔可夫跳变线性系统.根据马尔可夫跳变线性系统理论,给出了网络化系统状态反馈保性能控制器存在的充分条件;该保性能控制器为一组线性矩阵不等式的解.通过一个仿真示例说明了本文所提方法的有效性.

关键词：网络化系统网络诱导时延数据包丢失保性能控制马尔可夫跳变线性系统

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网络化控制系统随机时延的补偿研究(英文)

中国科学院研究生院学报 2013年第2期30卷 179-186页

作者：葛愿丛爽尚伟伟中国科学技术大学自动化系合肥230027

在网络化控制系统中引入离散隐马尔可夫模型,建立网络状态与控制器-执行器时延之间的概率模型.网络化控制系统被建模成一个马尔可夫跳变线性系统,并预测出当前采样周期内的控制器-执行器时延.使用该预测值设计一个状态反馈控制器,实现... 详细信息

在网络化控制系统中引入离散隐马尔可夫模型,建立网络状态与控制器-执行器时延之间的概率模型.网络化控制系统被建模成一个马尔可夫跳变线性系统,并预测出当前采样周期内的控制器-执行器时延.使用该预测值设计一个状态反馈控制器,实现对控制器-执行器时延的补偿.对比仿真实验验证了所提方法的优越性.

关键词：网络化控制系统离散隐马尔可夫模型马尔可夫跳变线性系统状态反馈控制

具有随机马尔可夫时延的网络控制系统H_∞故障检测

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信息与控制 2010年第1期39卷 6-12页

作者：黄鹤谢德晓张登峰王执铨南京理工大学自动化学院江苏南京210094

针对存在随机时延的网络环境,研究了一类网络控制系统的H∞故障检测滤波器设计问题.考虑了可由马尔可夫过程描述的随机时延,网络控制系统被建模成离散时间有限状态的马尔可夫跳变线性系统.基于此类模型,构造了系统的残差发生器,相应的... 详细信息

针对存在随机时延的网络环境,研究了一类网络控制系统的H∞故障检测滤波器设计问题.考虑了可由马尔可夫过程描述的随机时延,网络控制系统被建模成离散时间有限状态的马尔可夫跳变线性系统.基于此类模型,构造了系统的残差发生器,相应的故障检测问题转化为H∞滤波问题.通过选择合适的滤波器增益,使得残差和故障之间的误差尽可能地小,保证了残差对于未知输入的鲁棒性.以线性矩阵不等式的形式给出了故障检测滤波器存在的充分条件,并运用锥补线性化方法完成了滤波器设计过程.数值算例表明,上述网络控制系统故障检测滤波器不仅对故障敏感,同时对外界扰动具有鲁棒性.

关键词：网络控制系统故障检测马尔可夫跳变线性系统随机时延

不可靠通信的云控场景下网联车辆控制器的设计

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汽车工程 2021年第4期43卷 527-536页

作者：许庆潘济安李克强王建强吴向斌清华大学车辆与运载学院北京100084 英特尔中国研究院北京100080

鉴于不可靠的网络通信给车辆网联控制带来的隐患,本文研究了考虑时延、丢包等因素的网联车辆控制器设计方法。首先基于马尔可夫跳变线性系统,建立包含随机丢包和时延事件的网络控制系统模型,提出了马尔可夫跳变线性系统稳定的线性矩阵... 详细信息

鉴于不可靠的网络通信给车辆网联控制带来的隐患,本文研究了考虑时延、丢包等因素的网联车辆控制器设计方法。首先基于马尔可夫跳变线性系统,建立包含随机丢包和时延事件的网络控制系统模型,提出了马尔可夫跳变线性系统稳定的线性矩阵不等式条件,给出了随机丢包的量化控制器设计方法。在此基础上,通过对系统方程矩阵的增广,提出了离散时延的跳变控制器设计方法。最后,分别对网联车辆横向与纵向控制两个典型云控场景进行仿真。结果表明,用本文提出的方法,在时延或丢包概率分布已知的条件下所设计的网联车辆控制系统量化控制器,能保证在不可靠通信情况下系统的稳定性和安全性。

关键词：网联车辆控制马尔可夫跳变线性系统云控丢包时延

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网络化控制系统容错方法研究

网络化控制系统容错方法研究

作者：丁飞合肥工业大学

学位级别：硕士

随着控制规模的日益扩大、计算机网络技术的飞速发展,基于计算机网络的控制系统已开始逐步应用到控制工程中。控制回路通过实施网络闭合的反馈控制系统称为网络化控制系统(Networked Control System,NCS)。网络化控制系统以其构建模块化... 详细信息

随着控制规模的日益扩大、计算机网络技术的飞速发展,基于计算机网络的控制系统已开始逐步应用到控制工程中。控制回路通过实施网络闭合的反馈控制系统称为网络化控制系统(Networked Control System,NCS)。网络化控制系统以其构建模块化,集成化,成本低等优点,一出现便受到了广泛的重视和研究,并且经过多年的发展,网络化控制系统研究已取得了长足的进步。但是,数据包的丢失和网络诱导时延的存在仍然是困扰系统性能和稳定性的最突出问题。本文综述了网络控制系统的概念及其结构,介绍了计算机网络的类型和特点,阐述了网络控制系统存在的主要问题以及目前针对这些问题的一些解决方法,研究了网络控制化控制系统的指数稳定和最大丢包率问题。对执行器节点和控制器节点采用事件驱动,对传感器节点采用时间驱动,基于异步动态系统理论对采样周期确定的具有数据传输成功事件与失败事件的异步动态系统进行了建模。利用Lyapunov理论和Schur补引理对网络控制闭环系统进行了稳定性分析。借助线性矩阵不等式,给出了能够使网络化控制系统稳定的充分条件。将马尔可夫跳变线性系统理论应用到网络化控制系统之中,将具有类似于伯努利分布的丢包情形的网络化控制系统理解为马尔可夫过程,而将丢包事件转化为马尔可夫过程中的可能状态。基于Schur补引理和马尔可夫链均方稳定判据,讨论了网络化控制系统的稳定性,给出了马尔可夫模型过程的网络化控制系统稳定的充分条件。为了便于研究网络化控制系统和检验研究结果,基于Matlab的TrueTime工具箱,对异步动态网络化控制系统进行了仿真研究。结果表明,在一定的丢包率范围内,异步动态网络化控制系统是稳定的。

关键词：网络化控制系统丢包异步动态系统马尔可夫跳变线性系统

马尔可夫系统的鲁棒性及其在多智能体系统中的应用

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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马尔可夫系统的鲁棒性及其在多智能体系统中的应用

作者：王贤远天津大学

学位级别：硕士

Markov跳变线性系统(MJLss)是一类具有Markov跳变参数的线性系统．它的建模动态包含两种形式：一种为模态，具有Markov特性;另一种为状态，由每一个模态下的状态空间方程描述．与传统系统相比，它能更好反映实际控制问题中所受到的各种... 详细信息

Markov跳变线性系统(MJLss)是一类具有Markov跳变参数的线性系统．它的建模动态包含两种形式：一种为模态，具有Markov特性;另一种为状态，由每一个模态下的状态空间方程描述．与传统系统相比，它能更好反映实际控制问题中所受到的各种随机突变因素，例如突发性的环境变化、子系统之间联结方式的改变等．近十年来，由于MJLss深刻的实际应用背景，其受到了广泛关注．本文主要研究不确定MJLss的鲁棒随机镇定性与H控制问题，并考虑其在多智能体系统中的应用．主要结论和贡献如下：首先，考虑具有范数有界不确定性的MJLss，在两种不同状态反馈控制下，相应系统的鲁棒随机镇定性．通过变量替换方法，将原系统转换成等价的新的MJLss．采用增广系统维数与随机Lyapunov函数方法，得到了基于线性矩阵不等式的系统随机可镇定的充分条件．接着，建立了使系统随机可镇定且具有一定H性能指标的充分条件．最后，本文研究了Markov切换拓扑下多智能体系统的一致性．并得到了多智能体系统一致性的判定定理．

关键词：马尔可夫跳变线性系统一致性随机镇定性多智能体系统线性矩阵不等式