检索结果-内蒙古大学图书馆

华中科技大学学报（自然科学版） 2017年第1期45卷 69-75页

作者：李亚洁李炜兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050

基于离散事件触发通信机制(DETCS),研究了非均匀传输周期下具有执行器饱和的网络化控制系统(NCS)的满意容错与网络通信间的协同设计问题.通过将保持器端数据的非均匀更新周期对系统性能的影响转化到对系统时滞的影响中,建立了一个具有... 详细信息

基于离散事件触发通信机制(DETCS),研究了非均匀传输周期下具有执行器饱和的网络化控制系统(NCS)的满意容错与网络通信间的协同设计问题.通过将保持器端数据的非均匀更新周期对系统性能的影响转化到对系统时滞的影响中,建立了一个具有执行器饱和的闭环故障NCS模型,该模型将建模中的多个因素集成在一个框架下,如执行器饱和约束、执行器失效、事件触发条件、非均匀传输周期、传输时延、计算时延和控制器信息等.基于不连续的Lyapunov-Krasovskii函数、互反凸技术、线性凸组合技术及琴生不等式,为具有多种性能的闭环故障系统提出了网络通信与满意容错间的协同设计方法.借助仿真算例,验证了提出的协同设计方法的有效性,此外还对不同性能指标和DETCS中的触发参数间的相容性进行了分析.

关键词：满意容错控制网络化控制系统非均匀传输离散事件触发通信机制执行器饱和

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基于DoS攻击能量分级的ICPS综合安全控制与通信协同设计

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信息与控制 2022年第3期51卷 257-270页

作者：李炜韩小武李亚洁兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 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

针对一类有限能量拒绝服务(denial of service,DoS)攻击与执行器故障共存的工业信息物理系统(industry cyber-physical system,ICPS),研究了综合安全控制与通信协同设计问题。首先,考虑单侧网络遭受DoS攻击的情形,构建了ICPS综合安全控... 详细信息

针对一类有限能量拒绝服务(denial of service,DoS)攻击与执行器故障共存的工业信息物理系统(industry cyber-physical system,ICPS),研究了综合安全控制与通信协同设计问题。首先,考虑单侧网络遭受DoS攻击的情形,构建了ICPS综合安全控制架构,并从防御者的视角通过分析不同能量级DoS攻击对系统的影响差异,制定了相应的能量分级标准;其次,设计了DoS攻击的能量分级检测机制,并对小能量攻击以弹性控制鲁棒应对,对大能量攻击提出了一种PD(proportional-differential)数据重构补偿策略,提升了ICPS对DoS攻击的主动防御能力,而安全系数的引入又使主被动容侵得以交融协同;接着,在同一非均匀数据传输机制下,通过给出的观测器与综合安全控制器的设计方法,实现了对不同能量等级DoS攻击的主被动混合容侵、执行器故障主动容错,并与通信协同设计的目标;最后,通过四容水箱系统仿真验证了所得理论结果的有效性。

关键词：工业信息物理系统 DoS攻击能量分级综合安全控制离散事件触发通信机制数据重构补偿

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事件触发非均匀传输NCS少保守性鲁棒H_∞主动优化选择容错控制

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计算机应用研究 2019年第7期36卷 2049-2053页

作者：李炜陈文婧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

在DETCS下,针对具有执行器故障严重程度可区分的NCS,研究了少保守性鲁棒H∞容错控制器的离线设计及其在线主动优化选择的主被动融合容错控制问题。首先,应用"偏序"的概念对故障进行严重程度区分,构建了主被动融合容错控制结... 详细信息

在DETCS下,针对具有执行器故障严重程度可区分的NCS,研究了少保守性鲁棒H∞容错控制器的离线设计及其在线主动优化选择的主被动融合容错控制问题。首先,应用"偏序"的概念对故障进行严重程度区分,构建了主被动融合容错控制结构框架;其次,基于建立的模型,针对正常、轻微、中度及重度四类不同严重程度故障模式集,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,利用改进的Wirtinger不等式、互反凸引理等技术,给出了离线设计少保守性鲁棒H∞容错控制器集合的方法;然后,在线运行时根据故障诊断的严重程度,按性能最优及少切换的选择策略优化投切对应的容错控制器;最后,通过仿真算例验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：离散事件触发通信机制故障严重程度网络化控制系统容错控制优化选择

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网络化控制系统的新型事件触发通信与鲁棒广义H_2/H_∞容错协同设计

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上海应用技术学院学报（自然科学版） 2016年第1期16卷 47-54页

作者：李炜翟鹏飞申富媛兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050

针对网络化控制系统(NCS)单纯依赖网络固有资源进行容错控制孤立设计方法的局限性,在分析现有离散事件触发通信机制不足的基础上,提出一种具有动稳过程共同约束的离散事件触发通信机制,并在该通信机制下建立与状态误差相关的闭环故障NC... 详细信息

针对网络化控制系统(NCS)单纯依赖网络固有资源进行容错控制孤立设计方法的局限性,在分析现有离散事件触发通信机制不足的基础上,提出一种具有动稳过程共同约束的离散事件触发通信机制,并在该通信机制下建立与状态误差相关的闭环故障NCS模型;考虑参数不确定性和外界有限能量扰动的影响,基于Lyapunov稳定性理论与相关技术,给出网络通信触发权矩阵与广义H_2/H_∞指标约束下的满意容错控制器优化求解方法.通过仿真算例,验证新型离散事件触发通信机制的确能在不过分削弱系统性能的前提下,更多地节约网络通信资源,触发参数的选择也与系统性能有对应关系,为工程中选取相关参数提供便利.

关键词：网络化控制系统离散事件触发通信机制广义H2/H∞ 协同设计

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事件触发网络化系统鲁棒容错控制方法研究

事件触发网络化系统鲁棒容错控制方法研究

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作者：李炜王君曹慧超李亚洁申富媛刘微容李二超蒋栋年赵莉阎坤翟鹏飞童源兰州理工大学

一、课题来源与背景课题来源：甘肃省自然科学基金项目,1308RJZA148。随着NCS日益广泛的应用,围绕其存在的时延、丢包等问题,在建模、分析与综合等方面已取得了可喜的成果,但多数采用“时间触发”的通信机制。这种机制下,不仅数据... 详细信息

标准号: 1700161173

一、课题来源与背景课题来源：甘肃省自然科学基金项目,1308RJZA148。随着NCS日益广泛的应用,围绕其存在的时延、丢包等问题,在建模、分析与综合等方面已取得了可喜的成果,但多数采用“时间触发”的通信机制。这种机制下,不仅数据的冗余传输更加剧了网络时延、丢包等问题,而且造成了对NCS的控制与通信设计在本质上的割裂。为节约网络资源,近期学术界已将注意力转向设计一类更为合理的事件触发机制,兼顾控制性能(Quality of Control,QoC)和网络服务质量(Quality of Service,QoS)对NCS进行协同设计,以求在系统性能和网络资源更有效利用之间得到优化平衡,其中“离散事件触发”通信机制,因无需添加其他硬件、便于实现而更受关注,遗憾的是立项之初在“事件触发”下NCS的容错设计还未曾被涉足。然而NCS庞大的规模、复杂的分布结构,且甚多的不确定和故障诱发因素,一旦发生故障,损失将难以估量。因此使NCS在尽可能节约网络资源的情形下具有容错能力,已成为现代NCS安全运行的本征性能所求。二、研究目的和意义 NCS容错控制作为一个多学科交叉的较新研究课题,迄今成果虽已不少,但多数基于“时间触发”机制,对NCS这一通信与网络的集成体,其结果是容错控制器的设计因未曾考虑网络资源的有效利用,只能孤立被动地依赖网络现有的QoS,使得对NCS在控制与通信的设计上被分离,而且浪费了有限的网络资源。此外,现有成果仍以线性对象为多,性能主要集中在鲁棒完整性、鲁棒H∞完整性上,执行器故障几乎均采用最为严重的故障情形0-1模型,并且很少考虑实际故障时最易受限的执行器饱和约束问题。基于此本项目从“离散事件触发”通信机制的引入出发,分别以不确定线性和T-S模糊非线性系统为对象,考虑更一般的故障情形,通过建立事件触发闭环故障系统模型,以时滞/事件依赖的方法,研究不确定NCS鲁棒容错、鲁棒满意容错控制与通信的协同设计问题,以求在使系统具有较满意性能的前提下,尽可能节约通信资源。项目成果不仅能为NCS鲁棒容错与网络资源有效利用的协同在一定范围内奠定理论基础,对推动NCS容错控制更为全面的进展,提高NCS安全可靠性,也具有重要的科学意义和突出的现实意义。三、主要工作与创新 1．引入DETCS,分别建立了集不同离散事件触发条件、执行器故障、网络传输时延及内外不确定性等为一体的闭环故障不确定线性/基于T-S模糊模型的非线性NCS模型;进而考虑实际中执行器存在的饱和属性,将其以约束的方式引入上述模型,使系统更具工程意义。该模型为NCS容错与通信的协同设计奠定了基础。 2．基于所建模型,利用Lyapunov稳定性理论及各种少保守性技术,分别研究了闭环故障NCS具有鲁棒容错、a-安全度的鲁棒满意容错与网络通讯间的协同设计问题,以时滞/事件触发共同依赖的方式推证出了50余个定理,并给出了相应控制器与通讯触发矩阵的优化协同求解方法。 3. 对所得理论成果进行了仿真验证,结果表明DETCS中不同触发通讯约束条件的引入,实现了系统采样数据按控制需求自适应变周期传输的期望,达到了NCS容错控制与网络通讯协同设计的目标;进而对控制与通讯的各类指标进行相容性分析研究,还得到了系统设计可遵循的折衷平衡原则。 4．针对DETCS下NCS理论结果缺乏工程验证平台的问题,基于真实的网络环境,先后开发了以PCS液位单元为对象的半实体和以Simulink 建立仿真对象的虚拟的NCS实验研究平台,经部分理论结果在此平台进行实验,进一步验证了研究结果的工程可用性。四、社会经济效益,存在的问题随着互联网+时代的到来,NCS的应用将更加广泛,项目所得到的NCS鲁棒容错与通信协同设计系列研究成果,将成为提高此类系统安全可靠性、避免由故障导致系统崩溃的重要途径,在工程实际中必将有着广阔的应用前景,由此带来的社会经济效益也是不言而喻的。项目成果属于应用基础理论研究,未来应积极推进其工程应用。五、历年获奖情况无

关键词：网络化控制系统鲁棒容错控制离散事件触发通信机制协同设计

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