检索结果-内蒙古大学图书馆

系统工程与电子技术 2007年第5期29卷 778-781页

作者：宗群薄云览孙连坤天津大学自动化学院天津300072

针对多输入多输出的网络控制系统,传感器和执行器为时间驱动,由于网络资源的有限性,在每个传输周期内,系统往往只有部分传感器和执行器得到网络介质访问权,与远程控制器进行数据传输,这称为网络控制系统的介质访问约束性,它极大地影响... 详细信息

针对多输入多输出的网络控制系统,传感器和执行器为时间驱动,由于网络资源的有限性,在每个传输周期内,系统往往只有部分传感器和执行器得到网络介质访问权,与远程控制器进行数据传输,这称为网络控制系统的介质访问约束性,它极大地影响到系统的稳定性和控制性能,成为网络控制中亟待解决的问题。针对这一问题将网络控制系统建模为输出矩阵和输入矩阵随介质约束改变的切换系统,并利用切换系统分析方法和稳定性理论,设计了切换观测器和基于观测器的状态反馈控制器,分析了周期调度下该网络控制闭环系统的稳定性,最后通过仿真验证了这种方法的有效性。

关键词：网络控制系统介质访问约束切换系统稳定性

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介质访问约束下网络化系统控制策略研究

介质访问约束下网络化系统控制策略研究

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作者：邢辉兰州理工大学

学位级别：硕士

随着网络通信技术的快速发展,传统的点对点的控制方式已无法满足当今控制的要求,在此背景下网络化控制系统应运而生。网络化控制系统具有低成本、高可靠性、易于维护等优点,因此被广泛应用于各领域,如交通、农业、电力等行业。然而,网... 详细信息

随着网络通信技术的快速发展,传统的点对点的控制方式已无法满足当今控制的要求,在此背景下网络化控制系统应运而生。网络化控制系统具有低成本、高可靠性、易于维护等优点,因此被广泛应用于各领域,如交通、农业、电力等行业。然而,网络化的控制方式在带来便利的同时也存在着一些挑战,如网络带宽有限引起的介质访问约束、数据丢包、网络诱导时延等通信约束,都会导致系统性能下降甚至失稳。因此,针对具有通信约束的网络化系统的控制研究具有重要意义。本文针对介质访问约束下网络化系统的控制策略进行了深入研究,主要研究内容如下: （1）针对一类具有介质访问约束和数据包丢失的网络化控制系统,研究了系统的动态输出反馈H∞鲁棒控制问题。首先,将数据丢包描述为服从Bernoulli分布的随机变量,并设计了一种数据丢包加权补偿策略,来减少数据丢包对系统性能的影响,在此基础上根据介质访问约束随机特性将系统建模为马尔可夫跳变系统;其次,设计了动态输出反馈控制策略,并基于Lyapunov稳定性理论和LMI技术给出了闭环系统鲁棒稳定的充分条件;最后,利用仿真算例验证了所提出控制方法的正确性和有效性。（2）针对一类同时存在介质访问约束和数据包丢失的非线性网络化控制系统,研究了系统的非脆弱H∞控制问题。首先,考虑到网络化控制系统中具有的非线性特性,引入满足Lipschitz条件的非线性变量进行描述,并根据介质访问约束的随机特性建立了马尔可夫跳变系统模型;其次,为消除控制器参数摄动的影响,设计了非脆弱H∞控制器,并基于Lyapunov稳定性理论和LMI技术推导出闭环系统稳定的充分条件,使得闭环系统随机稳定且具有给定的H∞性能;最后,利用仿真算例验证了所提出控制方法的有效性。（3）针对一类具有介质访问约束和数据包丢失的离散时滞神经网络系统,研究了系统的动态输出反馈异步控制问题。首先,对系统的数据丢包采用Bernoulli随机过程进行描述,根据控制信道和测量信道访问约束的随机访问机制和映射技术将系统建模为马尔可夫跳变系统;其次,利用Lyapunov-Krasovskii泛函推导出系统稳定的充分条件,并应用改进的奇异值分解技术和LMI工具箱实现了异步控制增益矩阵的求解;最后,利用仿真算例验证了所提出控制方法的正确性和有效性。最后,对本文研究工作内容进行了总结,并且在现有研究成果的基础上,对未来的研究方向进行了展望。

关键词：网络化控制系统介质访问约束数据丢包非脆弱控制异步控制

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介质访问约束下网络化系统控制及滤波问题研究

介质访问约束下网络化系统控制及滤波问题研究

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作者：张磐兰州理工大学

学位级别：硕士

网络化控制系统自被提出以来已成为控制领域的重要研究方向,在工业控制、过程控制、能源系统、航空航天系统、智能系统和微电网等领域得到推广和应用,在其中扮演这重要的角色。但随着信息技术的革新,网络化控制系统也出现了一系列新的... 详细信息

网络化控制系统自被提出以来已成为控制领域的重要研究方向,在工业控制、过程控制、能源系统、航空航天系统、智能系统和微电网等领域得到推广和应用,在其中扮演这重要的角色。但随着信息技术的革新,网络化控制系统也出现了一系列新的问题。其中,介质访问约束作为网络化控制系统中的重要影响因子,引起了学者们的研究兴趣并获得了丰硕的研究成果,但现有文献大多基于系统状态信息设计控制策略,如何利用系统输出设计控制器还未引起学者们足够的重视,另外对于广泛应用于工业过程中的模型预测控制这类较新颖控制方法如何降低介质访问约束对系统的影响还未得到深入研究。最后,针对网络化控制系统的状态估计和滤波问题研究成果相比控制策略取得的成果还比较少,因此,亟需对上述这些问题展开深入研究。本文首先研究了在介质访问约束和时变短时延共同影响下的网络化控制系统动态输出反馈控制问题。基于李雅普诺夫稳定性理论设计了动态输出反馈控制器使得闭环系统随机稳定并具有良好的鲁棒性能。在此基础上,将单端介质访问约束问题扩展到双端介质访问约束问题,针对控制实践过程中常见的时滞系统和控制输入约束现象,研究了一类存在介质访问和控制输入约束离散时滞网络化系统的鲁棒模型预测控制器的设计问题,分析了时变时滞上界与系统鲁棒性能指标之间的关系。其次,研究了一类存在信号量化和介质访问约束的网络化控制系统状态估计问题。基于李亚普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式技术给出状态估计器存在的充分条件。最后,定性地分析了信号量化参数与输出补偿系数对系统H性能的影响。再次,针对混合时滞时变系统,建立了统一框架分别在三种典型通信协议(随机、R R和WTO D通信协议)和动态量化的影响下,设计了一种卡尔曼形式的递归滤波器。得到了滤波误差协方差上界的充分条件,随后分析了滤波动态误差的均方指数稳定性。最后,总结了主要的研究工作及贡献,并对以后的研究工作重点进行了展望。

关键词：网络化控制系统介质访问约束通信协议鲁棒模型预测控制递归滤波

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具有介质访问约束的网络化控制系统H∞状态估计

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控制工程 2024年第2期31卷 212-221页

作者：祝超群张磐王志文兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省工业过程先进控制重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学电气与控制工程国家级实验教学示范中心甘肃兰州730050

研究了一类存在介质访问约束和信号量化的网络化控制系统的H∞状态估计问题。首先,考虑到介质访问约束和信号量化的影响,将信号量化误差转化为扇形有界的不确定性,对由于访问约束而未获得网络传输的系统输出采用加权补偿策略,根据网络... 详细信息

研究了一类存在介质访问约束和信号量化的网络化控制系统的H∞状态估计问题。首先,考虑到介质访问约束和信号量化的影响,将信号量化误差转化为扇形有界的不确定性,对由于访问约束而未获得网络传输的系统输出采用加权补偿策略,根据网络介质的随机访问机制将网络化系统建模为具有不确定性的马尔可夫跳跃系统。然后,在此基础上借助李雅普诺夫稳定性理论和H∞性能约束条件,利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)方法给出状态估计器存在的充分条件,所设计的状态估计器使得估计误差系统渐近稳定且具有给定的H∞性能。最后,通过仿真实例验证了该设计方法的有效性。

关键词：网络化控制系统介质访问约束信号量化 H∞状态估计

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具有介质访问约束的网络化控制系统控制策略

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安徽工业大学学报（自然科学版） 2021年第1期38卷 67-75页

作者：祝超群党泽坤兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省工业过程先进控制重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学电气与控制工程国家级实验教学示范中心甘肃兰州730050

针对一类具有介质访问约束和信号量化的网络化控制系统动态输出反馈控制问题,考虑介质访问约束和信号量化的影响,提出一种具有介质访问约束的网络化控制系统控制策略。采用对数量化器对控制输出信号进行量化,将信号量化误差处理为扇形... 详细信息

针对一类具有介质访问约束和信号量化的网络化控制系统动态输出反馈控制问题,考虑介质访问约束和信号量化的影响,提出一种具有介质访问约束的网络化控制系统控制策略。采用对数量化器对控制输出信号进行量化,将信号量化误差处理为扇形有界的不确定性,并根据通信介质随机访问机制将系统建模为离散时间马尔可夫跳变系统;借助李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式技术推导出系统稳定的充分条件,在此基础上设计动态输出反馈控制器,使网络化系统渐近稳定;最后,通过仿真算例对文中所提策略的正确性和有效性进行验证。结果表明,文中设计的控制器可使系统快速达到稳定状态,且具有良好的动态性能。

关键词：网络化控制系统介质访问约束对数量化器动态输出反馈

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事件驱动的网络化系统最优控制

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控制与决策 2014年第5期29卷 802-808页

作者：祝超群郭戈大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026

针对随机事件驱动的网络化控制系统,研究其中的有限时域和无限时域内最优控制器的设计问题.首先,根据执行器介质访问机制将网络化控制系统建模为具有多个状态的马尔科夫跳变系统;然后,基于动态规划和马尔科夫跳变线性系统理论设计满足... 详细信息

针对随机事件驱动的网络化控制系统,研究其中的有限时域和无限时域内最优控制器的设计问题.首先,根据执行器介质访问机制将网络化控制系统建模为具有多个状态的马尔科夫跳变系统;然后,基于动态规划和马尔科夫跳变线性系统理论设计满足二次型性能指标的最优控制序列,通过求解耦合黎卡提方程的镇定解,给出最优控制律的计算方法,使得网络化控制系统均方指数稳定;最后,通过仿真实验表明了所提出方法的有效性.

关键词：网络化控制系统介质访问约束事件驱动马尔科夫链最优控制

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具有Markov延迟的网络化控制系统控制与通信协同设计

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清华大学学报（自然科学版） 2008年第S2期48卷 1697-1701页

作者：金辉郭戈王宝凤冯宜伟于双和贾二娜大连海事大学信息科学技术学院大连116026

由于网络化控制系统分析与设计的复杂性,其控制与通信协同设计问题一直没有得到解决。该文讨论了一类离散线性时不变网络化控制系统在服从介质访问约束和传感器一控制器端存在Markov随机延迟的情况下控制与通信协同设计问题,提出了系统... 详细信息

由于网络化控制系统分析与设计的复杂性,其控制与通信协同设计问题一直没有得到解决。该文讨论了一类离散线性时不变网络化控制系统在服从介质访问约束和传感器一控制器端存在Markov随机延迟的情况下控制与通信协同设计问题,提出了系统均方稳定的条件。采用静态通信序列,使通信序列和控制器可以分别设计,应用V-K迭代算法设计最优周期控制增益。仿真算例验证了系统在所设计的最优控制器下达到均方稳定。

关键词：均方稳定介质访问约束协同设计通信序列周期增益

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具有访问约束的网络化系统鲁棒模型预测控制

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系统科学与数学 2022年第9期42卷 2258-2278页

作者：祝超群张磐兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 甘肃省工业过程先进控制重点实验室兰州730050 兰州理工大学电气与控制工程国家级实验教学示范中心兰州730050

针对一类存在介质访问和控制输入约束的离散时滞网络化控制系统,提出一种鲁棒模型预测控制器设计方法.考虑到控制输入约束的影响,利用不变椭圆集将控制输入约束转化为线性矩阵不等式,根据网络介质的随机访问机制将网络化系统建模为具有... 详细信息

针对一类存在介质访问和控制输入约束的离散时滞网络化控制系统,提出一种鲁棒模型预测控制器设计方法.考虑到控制输入约束的影响,利用不变椭圆集将控制输入约束转化为线性矩阵不等式,根据网络介质的随机访问机制将网络化系统建模为具有不确定性的马尔可夫跳变系统,在此基础上利用时变时滞的上界信息构造李雅普诺夫函数,给出网络化系统随机稳定的充分条件和鲁棒模型预测控制器的设计方法,并分析了时变时滞上界与鲁棒性能指标之间的关系.最后,通过仿真算例验证了所提出方法的正确性和有效性.

关键词：网络化控制系统离散时滞系统介质访问约束鲁棒模型预测控制

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基于动态通信调度的网络化系统最优控制

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信息与控制 2012年第3期41卷 333-338页

作者：祝超群郭戈大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026

针对存在介质访问约束的网络化控制系统,研究其中的控制和通信协同设计问题.将网络化控制系统建模为输入矩阵随介质约束而变化的切换系统,运用最优控制理论和切换系统分析方法,设计了可动态调度的最优控制器及实时切换规则,并分析了动... 详细信息

针对存在介质访问约束的网络化控制系统,研究其中的控制和通信协同设计问题.将网络化控制系统建模为输入矩阵随介质约束而变化的切换系统,运用最优控制理论和切换系统分析方法,设计了可动态调度的最优控制器及实时切换规则,并分析了动态调度下闭环网络化控制系统的稳定性,最后通过仿真验证了该方法的有效性.

关键词：网络化控制系统介质访问约束通信序列切换系统

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控制与通信协同设计的新进展

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信息与控制 2008年第6期37卷 722-728页

作者：金辉郭戈王宝凤冯宜伟大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026

详尽地论述、分析、对比和讨论了网络化控制系统中的控制与通信协同设计问题.通过对该问题国内外研究现状的分析,强调了控制与通信协同设计研究的必要性、重要性和紧迫性,并着重从通信序列及通信协议两个方面阐述了控制与通信协同设计... 详细信息

详尽地论述、分析、对比和讨论了网络化控制系统中的控制与通信协同设计问题.通过对该问题国内外研究现状的分析,强调了控制与通信协同设计研究的必要性、重要性和紧迫性,并着重从通信序列及通信协议两个方面阐述了控制与通信协同设计研究领域存在的不足、现有解决策略及主要结果的分析和对比,从而指出该领域急需解决的科学问题、可能的求解方向和今后的发展趋势,并为将来的研究工作提出了有益的建议和参考思路.

关键词：网络化控制系统协同设计通信序列通信协议介质访问约束静态调度动态调度

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