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具有访问约束和数据丢包的网络化系统H_(∞)鲁棒控制
1
作者 祝超群 姚兴启 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期86-93,共8页
针对同时存在访问约束和数据丢包的网络化控制系统,研究了H_(∞)鲁棒控制方法的设计问题.首先,采用Bernoulli随机过程来描述系统的数据丢包过程,并根据介质访问约束的随机访问机制建立了离散时间马尔可夫跳变系统模型;其次,通过Lyapuno... 针对同时存在访问约束和数据丢包的网络化控制系统,研究了H_(∞)鲁棒控制方法的设计问题.首先,采用Bernoulli随机过程来描述系统的数据丢包过程,并根据介质访问约束的随机访问机制建立了离散时间马尔可夫跳变系统模型;其次,通过Lyapunov稳定性理论和LMI技术导出闭环系统随机稳定的充分条件,并设计了相应的H_(∞)鲁棒控制器,使得闭环系统随机稳定并具有给定的H_(∞)性能;最后,通过仿真算例验证了所提控制方案的正确性和有效性. 展开更多
关键词 网络化控制系统 介质访问约束 数据丢包 H_∞鲁棒控制
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具有短时延和丢包的网络控制系统鲁棒H_∞控制 被引量：10
2
作者 李玮 王青 董朝阳 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期774-779,共6页
研究了一类具有网络诱导时延和数据包丢失的不确定网络控制系统的鲁棒H∞控制问题.通过增广系统状态,将反馈通道和前向通道均存在短时延和丢包的网络控制系统建模为包含4个子系统的切换系统,基于增广系统模型提出新形式的静态输出反馈... 研究了一类具有网络诱导时延和数据包丢失的不确定网络控制系统的鲁棒H∞控制问题.通过增广系统状态,将反馈通道和前向通道均存在短时延和丢包的网络控制系统建模为包含4个子系统的切换系统,基于增广系统模型提出新形式的静态输出反馈控制律.结合时窗丢包率概念与平均驻留时间方法,得到保证闭环网络控制系统鲁棒渐近稳定且满足鲁棒加权H∞性能指标的充分条件.基于线性矩阵不等式处理技巧与锥补线性化算法,给出双通道丢包依赖的变增益输出反馈鲁棒H∞控制器设计步骤.设计实例验证了所提控制方法的有效性. 展开更多
关键词 网络控制系统 网络诱导时延 数据包丢失 切换系统 鲁棒H∞控制
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基于新型Smith预估器的网络控制系统 被引量：8
3
作者 杜锋 钱清泉 杜文才 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期65-69,81,共6页
提出了一种针对网络时延和被控对象时延的新型Smith预估器,以便有效地抑制网络时延对网络控制系统性能的影响.该预估器不包含网络时延预估模型,无需对网络时延进行在线测量、估计或辨识,适用于网络时延为随机、时变和不确定的网络控制系... 提出了一种针对网络时延和被控对象时延的新型Smith预估器,以便有效地抑制网络时延对网络控制系统性能的影响.该预估器不包含网络时延预估模型,无需对网络时延进行在线测量、估计或辨识,适用于网络时延为随机、时变和不确定的网络控制系统.仿真结果表明,在网络时延大于1个乃至数十个采样周期的情况下,基于该新型Smith预估器的网络控制系统具有较强的鲁棒性,且具有良好的动态性和抗干扰能力. 展开更多
关键词 网络控制系统 网络时延 SMITH预估器 数据丢包 稳定性
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具有时延及数据包丢失的广义网络控制系统稳定性分析 被引量：8
4
作者 杜昭平 张庆灵 刘丽丽 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期17-20,共4页
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... 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. 展开更多
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
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具有饱和非线性约束的网络控制系统鲁棒H∞优化控制 被引量：9
5
作者 李金娜 张庆灵 韩世迁 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期617-620,共4页
针对具有随机时延和数据包丢失的网络控制系统的稳定性问题,考虑到系统存在不确定性及外部输入干扰,将控制输入施加饱和非线性约束,建立具有一般性的系统模型.基于Lyapunov方法,给出具有饱和非线性约束的网络控制系统的鲁棒稳定的充分条... 针对具有随机时延和数据包丢失的网络控制系统的稳定性问题,考虑到系统存在不确定性及外部输入干扰,将控制输入施加饱和非线性约束,建立具有一般性的系统模型.基于Lyapunov方法,给出具有饱和非线性约束的网络控制系统的鲁棒稳定的充分条件.在此基础上,获得使系统具有γ次优、最优鲁棒H∞控制的充分条件,得到最优H∞镇定输出反馈控制律.仿真表明:H∞镇定判据是可行的,有饱和约束的鲁棒H∞优化控制方法是有效的. 展开更多
关键词 网络控制系统 饱和非线性约束 随机时延 数据包丢失 鲁棒H∞优化控制
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具有容错机制的改进型UDP协议 被引量：5
6
作者 王敏 黄战华 王铨 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期88-94,共7页
针对工业以太网中大数据量的信息用UDP协议,而传统UDP协议是基于非链接的协议,对丢包和延时均不做处理的现状,提出了一种基于传统UDP的新的协议TERUDP(TolerateErrorReliableUDP),改变了现有文献中丢包的界定方法,提出了有效时延和无效... 针对工业以太网中大数据量的信息用UDP协议,而传统UDP协议是基于非链接的协议,对丢包和延时均不做处理的现状,提出了一种基于传统UDP的新的协议TERUDP(TolerateErrorReliableUDP),改变了现有文献中丢包的界定方法,提出了有效时延和无效时延的概念,并根据有效时延和无效时延确定丢失的包是否重传以及重发申请的发送时间;根据虚接收率和实接收率以及丢包率对网络拥塞进行感知,并做出响应。仿真结果表明,TERUDP在没有改变传统UDP高效性的前提下,提高了可靠性,降低了网络的丢包率和延时,增加了网络有效数据传输利用率。 展开更多
关键词 TERUDP 丢包 重发申请 延时 网络拥塞
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网络控制系统的预测控制算法研究进展 被引量：11
7
作者 陈勇 李猛 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期564-572,共9页
随着智能电网、大数据、云控制系统和遥操作系统等复杂网络控制系统的兴起,网络控制系统具有了广域、宽范围、大数据等新特点。因此,解决网络诱导的时延和数据丢包问题在复杂网络控制系统中更显重要。该文对网络诱导的时延和数据丢包进... 随着智能电网、大数据、云控制系统和遥操作系统等复杂网络控制系统的兴起,网络控制系统具有了广域、宽范围、大数据等新特点。因此,解决网络诱导的时延和数据丢包问题在复杂网络控制系统中更显重要。该文对网络诱导的时延和数据丢包进行了分析,对网络预测控制算法研究现状进行了分析和总结,并展望了网络控制系统未来的发展方向。该文旨在为复杂网络控制系统的预测控制提供理论基础和研究思路。 展开更多
关键词 时延 网络控制系统 网络预测控制 丢包
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网络化控制多目标无功优化的进化算法 被引量：3
8
作者 彭可 盘清琳 +1 位作者 李仲阳 兰浩 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期3073-3079,共7页
针对网络化控制无功优化系统中节点为时间驱动的传输模式,提出一种多目标优化的改进进化算法。首先,分析网络化控制系统中节点的时间驱动和事件驱动2种传输模式,并对于时间驱动模式下数据丢包现象,建立网络化控制多目标无功优化系统的... 针对网络化控制无功优化系统中节点为时间驱动的传输模式,提出一种多目标优化的改进进化算法。首先,分析网络化控制系统中节点的时间驱动和事件驱动2种传输模式,并对于时间驱动模式下数据丢包现象,建立网络化控制多目标无功优化系统的数学模型,进而引入去冗-保持处理方法。其次,给出一种基于双群体搜索机制的改进差分进化算法,通过对约束条件的可行和不可行双群体处理,解决多目标优化过程中陷入局部最优的问题,并改进变异和交叉操作以提高优化速度与性能。最后,利用IEEE 30节点系统进行仿真计算及分析。研究结果表明:该算法不仅能保证系统达到次优状态,而且收敛速度、均匀性及逼近性等方面均有较大提高。 展开更多
关键词 网络化控制 多目标无功优化 差分进化算法 数据丢包 时间驱动 去冗保持处理
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少保守性网络化控制系统鲁棒保性能容错控制 被引量：9
9
作者 李炜 王艳飞 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期170-178,共9页
研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩... 研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式(LMIs)的方式给出了最优控制器的设计方法。由于新模型中引入了时延下界,且在证明过程中未进行模型转换和交叉项放大处理,加上适当自由权矩阵的引入,都减少了结果的保守性,提升了容错满意度。最后以一仿真示例验证了文中所述方法的有效性。 展开更多
关键词 控制理论 网络化控制系统 时变时延 丢包 保性能控制 鲁棒容错控制
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存在单重丢包的离散复杂网络状态估计研究 被引量：4
10
作者 吴旭 蒋国平 樊春霞 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2015年第1期89-94,共6页
针对存在单重丢包的一类离散复杂网络,研究丢包率未知的情况下这类离散复杂网络的状态估计问题。将丢包描述成独立同分布的Bernoulli随机变量形式,利用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法,提出以线性矩阵不等式形式描述的离散复杂网络状... 针对存在单重丢包的一类离散复杂网络,研究丢包率未知的情况下这类离散复杂网络的状态估计问题。将丢包描述成独立同分布的Bernoulli随机变量形式,利用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法,提出以线性矩阵不等式形式描述的离散复杂网络状态估计器存在的充分条件。通过仿真验证,结果表明文中建立的状态估计器能够有效地估计出网络的状态。 展开更多
关键词 复杂网络 单重丢包 丢包率未知 状态估计
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具有时延和数据包丢失的网络控制系统状态反馈 被引量：3
11
作者 王燕锋 井元伟 +1 位作者 詹宏维 张可菊 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期310-313,共4页
针对具有时延和数据包随机丢失的网络控制系统,将系统建模为一类含有服从伯努利分布的随机变量的随机控制系统.在此基础上,利用李亚普诺夫理论和鲁棒控制理论,推导出了状态反馈控制器存在的充分条件,并以线性矩阵不等式的形式给出了使... 针对具有时延和数据包随机丢失的网络控制系统,将系统建模为一类含有服从伯努利分布的随机变量的随机控制系统.在此基础上,利用李亚普诺夫理论和鲁棒控制理论,推导出了状态反馈控制器存在的充分条件,并以线性矩阵不等式的形式给出了使闭环系统指数均方稳定的状态反馈控制器的设计方法.仿真实例说明了所用方法的有效性. 展开更多
关键词 时延 数据包丢失 网络控制系统 指数均方稳定 状态反馈
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网络化控制系统鲁棒H_∞保性能控制研究 被引量：2
12
作者 刘于之 李木国 杜海 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期131-138,共8页
针对一类含有不确定参数被控对象的网络化控制系统(NCS),研究了网络中存在时延与丢包情况下的鲁棒H∞保性能控制问题.通过Lyapunov-Krasovskii泛函和Jensen不等式,推导出闭环NCS鲁棒渐近稳定的充分条件.与已有文献相比,该充分条件可以... 针对一类含有不确定参数被控对象的网络化控制系统(NCS),研究了网络中存在时延与丢包情况下的鲁棒H∞保性能控制问题.通过Lyapunov-Krasovskii泛函和Jensen不等式,推导出闭环NCS鲁棒渐近稳定的充分条件.与已有文献相比,该充分条件可以转换为具有较少决策变量的LMI形式.给出了NCS鲁棒H∞保性能控制律的优化设计算法.最后通过数值实例验证了算法的有效性. 展开更多
关键词 网络化控制系统 H∞保性能控制 线性矩阵不等式 时延 数据包丢失
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一种少保守性网络化控制系统的H_∞完整性设计 被引量：2
13
作者 李炜 王艳飞 李二超 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第4期76-83,共8页
针对一类具有时变时延和丢包的网络化控制系统,考虑外界有限能量扰动的影响,基于一种状态多时延模型,以时滞依赖的方法,推证出确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有H∞完整性的判据,并以求解线性或非线性矩阵不等式的方式,给... 针对一类具有时变时延和丢包的网络化控制系统,考虑外界有限能量扰动的影响,基于一种状态多时延模型,以时滞依赖的方法,推证出确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有H∞完整性的判据,并以求解线性或非线性矩阵不等式的方式,给出H∞容错控制器的设计方法.最后以一仿真算例验证该方法的有效性.结果表明:由于模型中考虑了时延下界,且证明过程未进行模型转换和交叉项放大处理,其结果具有较少保守性. 展开更多
关键词 网络化控制系统 时变时延 丢包 时滞依赖 容错控制
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存在网络丢包的导弹制导控制一体化设计 被引量：3
14
作者 王青 祁成东 董朝阳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期721-726,共6页
研究了网络环境下存在丢包的导弹制导控制一体化设计问题.多个地面雷达同时对目标进行观测,并通过网络将目标信息传输给导弹.考虑网络存在丢包的情况,将丢包描述为导弹与雷达之间的通信拓扑模型,建立了包含3个级联子系统的导弹纵向通道... 研究了网络环境下存在丢包的导弹制导控制一体化设计问题.多个地面雷达同时对目标进行观测,并通过网络将目标信息传输给导弹.考虑网络存在丢包的情况,将丢包描述为导弹与雷达之间的通信拓扑模型,建立了包含3个级联子系统的导弹纵向通道制导控制一体化模型.将滑模控制与反演控制相结合,给出了每个子系统的虚拟控制量,并设计滤波器对虚拟控制量进行滤波,使得系统对丢包具有一定的鲁棒性.在此基础上,设计导弹制导控制一体化滑模反演控制律,并给出了系统有界输入有界输出(BIBO,Bounded-Input BoundedOutput)稳定的充分条件.数值仿真验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 制导控制一体化 网络控制系统 丢包 滑模控制 反演控制
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面对数据丢包的船舶航向保持网络预测控制器 被引量：2
15
作者 张艳 徐成 江锋 《上海海事大学学报》 北大核心 2014年第4期7-10,36,共5页
针对网络控制系统中存在的数据丢包问题,使用一种带有常值补偿机制的广义预测控制(Generalized Predictive Control,GPC)算法设计船舶航向保持的网络预测控制器.首先,利用TrueTime工具箱仿真使用传统GPC算法设计的船舶航向保持的网络预... 针对网络控制系统中存在的数据丢包问题,使用一种带有常值补偿机制的广义预测控制(Generalized Predictive Control,GPC)算法设计船舶航向保持的网络预测控制器.首先,利用TrueTime工具箱仿真使用传统GPC算法设计的船舶航向保持的网络预测控制器.然后,考虑数据丢包对船舶航向保持的网络控制系统造成的影响,使用带有常值补偿机制的GPC算法设计一种新的船舶航向保持的网络预测控制器并进行仿真.仿真结果表明,在数据丢包情况下,采用新方法设计的控制器可以减少船舶航向调节时间,从而改善船舶航向保持的网络预测控制器的控制效果. 展开更多
关键词 船舶航向保持 网络控制系统 数据丢包 补偿机制 广义预测控制(GPC)
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具有丢包的长时延NCS的稳定性分析 被引量：1
16
作者 邢伟 王加房 王国良 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1393-1397,共5页
研究了同时具有大于采样周期和小于采样周期的随机传输时延及数据包丢失的网络控制系统的稳定性问题.对网络控制系统进行了详细的分析,建立了网络控制系统的模型.当网络中存在数据包丢失时,对于给定的数据包丢失率,网络控制系统被建模... 研究了同时具有大于采样周期和小于采样周期的随机传输时延及数据包丢失的网络控制系统的稳定性问题.对网络控制系统进行了详细的分析,建立了网络控制系统的模型.当网络中存在数据包丢失时,对于给定的数据包丢失率,网络控制系统被建模为异步动态系统.利用异步动态系统理论给出了网络控制系统指数稳定的充分条件,动态反馈控制器可通过解一组矩阵不等式得出.仿真示例验证了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 长时延 丢包 线性矩阵不等式 网络控制系统 稳定性
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具有随机时滞和丢包的非线性网络控制系统的H_∞滤波器设计 被引量：2
17
作者 赵立英 窦立亚 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期4224-4231,共8页
对于一类具有混合随机时滞和丢包的离散非线性网络控制系统,研究其H∞滤波问题。这里混合随机时滞包括网络诱导时滞和离散无限的分布时滞。网络诱导时滞取值于一个有限的集合1 2{,,,}k qd?????,每个时滞i?(i=1,2,…,q)的发生概率已知。... 对于一类具有混合随机时滞和丢包的离散非线性网络控制系统,研究其H∞滤波问题。这里混合随机时滞包括网络诱导时滞和离散无限的分布时滞。网络诱导时滞取值于一个有限的集合1 2{,,,}k qd?????,每个时滞i?(i=1,2,…,q)的发生概率已知。通过构造一个新的Lyapunov泛函,给出保证系统均方渐近稳定并满足一定的H∞性能的滤波器存在的充分性条件,以及使系统镇定的滤波器设计程序。最后通过数值算例仿真,证明本文给出的滤波器设计的有效性。 展开更多
关键词 离散非线性系统 H∞滤波器 混合随机时滞 网络控制系统 丢包
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基于内模控制的网络控制系统 被引量：2
18
作者 温阳东 陈小飞 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期838-840,共3页
文章针对网络控制系统运用了内模控制的方法,无需对网络延时进行在线测量或估计,所以适应于时延为随机、时变或不确定,存在数据丢包以及控制对象模型变化的网络控制系统,并给出了控制器的简单设计方法。结果表明,基于内模控制的网络控... 文章针对网络控制系统运用了内模控制的方法,无需对网络延时进行在线测量或估计,所以适应于时延为随机、时变或不确定,存在数据丢包以及控制对象模型变化的网络控制系统,并给出了控制器的简单设计方法。结果表明,基于内模控制的网络控制系统具有较好的动态性能,且具有较强的抗干扰能力和鲁棒性。 展开更多
关键词 网络控制系统 内模控制 网络时延 数据丢包
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传感器饱和约束下网络控制系统丢包故障检测 被引量：1
19
作者 沈喆 杨光红 孙鹏 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期913-916,共4页
研究了一类网络控制系统丢包情况下传感器输出饱和的故障检测问题.首先假设网络控制系统丢包存在于传感器到控制器之间,并用两个独立的伯努利分布序列来描述.然后在传感器输出饱和约束条件下设计了一个故障检测观测器,用来加大故障对残... 研究了一类网络控制系统丢包情况下传感器输出饱和的故障检测问题.首先假设网络控制系统丢包存在于传感器到控制器之间,并用两个独立的伯努利分布序列来描述.然后在传感器输出饱和约束条件下设计了一个故障检测观测器,用来加大故障对残差的敏感性并减小干扰对故障的影响.最后基于线性矩阵不等式技术,得到一个鲁棒故障检测系统有界均方稳定的充分条件,并满足了H∞性能指标.数值算例表明了在丢包和传感器饱和约束情况下所提方法的有效性. 展开更多
关键词 故障检测 网络控制系统 丢包 传感器饱和 H∞观测器 线性矩阵不等式
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分布式控制系统稳定性分析及控制器设计 被引量：3
20
作者 田飞龙 郭迎清 姜彩虹 《航空发动机》 2015年第5期38-42,共5页
针对存在总线通信时延和掉包的航空发动机分布式控制系统,分别进行了时延和掉包情况下的系统建模和稳定性分析;利用增广离散化方法将时延系统转化为增广无时延模型,利用迭代方法将数据掉包建模为一定掉包界内的切换系统;分别提出时延和... 针对存在总线通信时延和掉包的航空发动机分布式控制系统,分别进行了时延和掉包情况下的系统建模和稳定性分析;利用增广离散化方法将时延系统转化为增广无时延模型,利用迭代方法将数据掉包建模为一定掉包界内的切换系统;分别提出时延和掉包条件下系统的稳定性条件,并通过求解线性矩阵不等式确定系统输出反馈控制增益;最后比较了基于保持输入和重构增益的2种掉包补偿措施。研究结果表明:采用基于时延的反馈控制增益设计和重构增益掉包补偿措施,可以保证分布式发动机控制系统的稳定性并获得最佳性能。 展开更多
关键词 分布式控制 时延 掉包 建模 稳定性 线性矩阵不等式 航空发动机
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