具有介质访问约束的网络化控制系统H∞状态估计

1

作者 祝超群 张磐 王志文 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期212-221,共10页

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... 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。 展开更多

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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一类介质访问约束下的网络控制系统设计 被引量：4

2

作者 宗群 薄云览 孙连坤 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期778-781,共4页

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... 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。 展开更多

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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具有介质访问约束的网络化控制系统控制策略 被引量：1

3

作者 祝超群 党泽坤 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第1期67-75,共9页

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... 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。 展开更多

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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具有访问约束和数据丢包的网络化系统H_(∞)鲁棒控制

4

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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具有访问约束和随机时延的网络化系统动态输出反馈控制 被引量：2

5

作者 祝超群 张磐 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第6期84-93,共10页

针对一类同时具有介质访问约束和随机时延的网络化控制系统,研究了其中的动态输出反馈控制设计问题.考虑到介质访问约束和随机时延的影响,将系统建模为一类具有参数不确定性的马尔可夫跳变系统,基于李雅普诺夫稳定性理论和LMI技术推导... 针对一类同时具有介质访问约束和随机时延的网络化控制系统,研究了其中的动态输出反馈控制设计问题.考虑到介质访问约束和随机时延的影响,将系统建模为一类具有参数不确定性的马尔可夫跳变系统,基于李雅普诺夫稳定性理论和LMI技术推导出系统稳定的充分条件,并且设计了相应的动态输出反馈控制器,使得闭环系统鲁棒稳定并具有给定的H_(∞)性能,最后通过仿真算例证明了所提出方法是有效的. 展开更多

关键词 网络化控制系统 介质访问约束 随机时延 动态输出反馈

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具有通信约束的网络控制系统鲁棒H_∞控制 被引量：8

6

作者 祝超群 杨彬 +1 位作者 鲁春燕 王志文 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第6期87-93,共7页

针对具有随机通信约束的网络控制系统,研究了系统建模与鲁棒H∞控制器的设计问题.考虑到执行器和控制器之间由于有限网络带宽而出现的介质访问约束,将网络控制系统建模为具有多个模态的马尔可夫跳变系统,基于李雅普诺夫稳定理论导出系... 针对具有随机通信约束的网络控制系统,研究了系统建模与鲁棒H∞控制器的设计问题.考虑到执行器和控制器之间由于有限网络带宽而出现的介质访问约束,将网络控制系统建模为具有多个模态的马尔可夫跳变系统,基于李雅普诺夫稳定理论导出系统稳定的模式依赖型充分条件,并设计了相应的鲁棒H∞控制器,使得闭环网络控制系统随机稳定且具有给定的H∞性能.数值仿真验证了所提出方法的正确性和有效性. 展开更多

关键词 网络控制系统 介质访问约束 马尔可夫跳变系统 H∞控制

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具有通信约束的网络化系统动态输出反馈控制 被引量：2

7

作者 祝超群 李留洋 金辉 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期83-90,共8页

针对一类存在访问约束和时变时延的网络化控制系统,研究了其中的动态输出反馈控制器的设计问题.考虑到介质访问约束服从Markov分布和时变时延的上界小于一个采样周期的情况,将网络化控制系统建模为一类具有不确定性的离散时间Markov跳... 针对一类存在访问约束和时变时延的网络化控制系统,研究了其中的动态输出反馈控制器的设计问题.考虑到介质访问约束服从Markov分布和时变时延的上界小于一个采样周期的情况,将网络化控制系统建模为一类具有不确定性的离散时间Markov跳变系统.根据Lyapunov稳定性理论与状态增广方法,给出了闭环网络化控制系统渐近稳定的充分条件,并设计了动态输出反馈控制器,使得闭环系统渐近稳定.最后通过仿真验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 网络化控制系统 介质访问约束 时变时延 动态输出反馈

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具有访问约束的网络化系统鲁棒模型预测控制 被引量：1

8

作者 祝超群 张磐 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2022年第9期2258-2278,共21页

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... 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. 展开更多

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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控制与通信协同设计的新进展 被引量：1

9

作者 金辉 郭戈 +1 位作者 王宝凤 冯宜伟 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2008年第6期722-728,共7页

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. 展开更多

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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事件驱动的网络化系统最优控制 被引量：7

10

作者 祝超群 郭戈 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期802-808,共7页

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... 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. 展开更多

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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基于动态通信调度的网络化系统最优控制 被引量：3

11

作者 祝超群 郭戈 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2012年第3期333-338,共6页

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... 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. 展开更多

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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具有Markov延迟的网络化控制系统控制与通信协同设计 被引量：2

12

作者 金辉 郭戈 +3 位作者 王宝凤 冯宜伟 于双和 贾二娜 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S2期1697-1701,共5页

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... 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。 展开更多

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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