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具有时滞和丢包的网络化控制系统稳定性分析 被引量:7
1
作者 张玉泉 钟秋海 王林 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期329-333,共5页
将数据包丢失看成一种特殊的时延,研究了同时具有网络诱导时延和数据包丢失的网络化控制系统的稳定性问题.采用动态反馈控制器稳定系统并提高系统的动态性能,得到了总时滞(包括传感器与控制器之间的时滞,控制器与执行器之间的时滞)的表... 将数据包丢失看成一种特殊的时延,研究了同时具有网络诱导时延和数据包丢失的网络化控制系统的稳定性问题.采用动态反馈控制器稳定系统并提高系统的动态性能,得到了总时滞(包括传感器与控制器之间的时滞,控制器与执行器之间的时滞)的表达式,建立了网络化控制系统模型,证明了系统的稳定性判定定理.仿真结果表明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 网络化控制系统 网络诱导时延 数据包丢失 动态反馈控制器
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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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存在时延和数据包丢失的网络控制系统故障检测 被引量:9
3
作者 张捷 薄煜明 吕明 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期933-939,共7页
考虑一类长时延网络控制系统,在假定其存在控制时延和数据包丢失的基础上对其进行故障检测.首先对系统进行建模,将故障观测器构建成随机时延切换系统模型;然后通过李雅普诺夫稳定性理论,将观测器系统的均方渐近稳定条件归结为一线性矩... 考虑一类长时延网络控制系统,在假定其存在控制时延和数据包丢失的基础上对其进行故障检测.首先对系统进行建模,将故障观测器构建成随机时延切换系统模型;然后通过李雅普诺夫稳定性理论,将观测器系统的均方渐近稳定条件归结为一线性矩阵不等式,当系统正常时,若给定的矩阵不等式成立,则该观测器是渐近稳定的,当系统发生故障时,观测器残差能迅速发生跳变,从而检测出故障的发生;最后通过仿真示例验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 网络控制系统 网络诱导时延 数据包丢失 故障检测
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基于GPC的NCS非整数倍采样周期时延补偿方法 被引量:7
4
作者 庄玲燕 张文安 俞立 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期1273-1276,共4页
研究具有非整数倍采样周期时延的网络控制系统(NCS)的时延补偿问题.针对NCS中的非整数倍采样周期时延,基于广义预测控制算法并结合线性插值方法,提出一种新的网络时延补偿方法.该方法能得到非整数倍采样周期的控制预测值,同时通过减小... 研究具有非整数倍采样周期时延的网络控制系统(NCS)的时延补偿问题.针对NCS中的非整数倍采样周期时延,基于广义预测控制算法并结合线性插值方法,提出一种新的网络时延补偿方法.该方法能得到非整数倍采样周期的控制预测值,同时通过减小执行器读取缓冲区的周期,可有效减少由于执行器时间驱动而引起的等待时延,解决了非整数倍采样周期时延的补偿问题.最后通过仿真验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 状态方程 广义预测控制 网络诱导时延 线性插值法
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网络控制系统中的时延分析(英文) 被引量:4
5
作者 魏玲 薛定宇 +1 位作者 鄂大志 潘峰 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第14期3772-3776,3781,共6页
在控制网络中使用数据网络已经引起了广泛关注。如何处理网络诱导时延对网络控制系统的影响已经成为了网络控制系统的主要挑战。介绍了网络控制系统的概念,分析了网络控制系统的优缺点,探讨了网络诱导时延的组成、特点以及对网络控制系... 在控制网络中使用数据网络已经引起了广泛关注。如何处理网络诱导时延对网络控制系统的影响已经成为了网络控制系统的主要挑战。介绍了网络控制系统的概念,分析了网络控制系统的优缺点,探讨了网络诱导时延的组成、特点以及对网络控制系统的影响并给出了仿真结果,最后提出了未来可能的研究方向。 展开更多
关键词 网络控制系统 网络诱导时延 时变时延 随机时延
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基于观测器的CAN网络在线时延补偿策略 被引量:3
6
作者 马向华 梁海峰 谢剑英 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第18期4243-4247,4252,共6页
网络时延问题是网络控制系统中的主要问题。为了解决网络时延给控制系统带来影响的问题,首先分析网络时延的产生及其可能的取值特性,在网络时延统计特性信息的基础上,从通信技术和控制技术相结合的角度出发,提出了一种基于观测器的在线... 网络时延问题是网络控制系统中的主要问题。为了解决网络时延给控制系统带来影响的问题,首先分析网络时延的产生及其可能的取值特性,在网络时延统计特性信息的基础上,从通信技术和控制技术相结合的角度出发,提出了一种基于观测器的在线时延补偿方法。通过CAN bus网络控制实验平台,分析了该补偿方法的有效性。实验结果表明,在网络延迟大的控制系统中该策略仍具有良好的控制效果。 展开更多
关键词 网络控制系统 网络时延 在线时延补偿 CAN网络的仿真平台
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基于输入时延的线性连续时不变系统量化分析与控制 被引量:3
7
作者 陈俊 陈海飞 高金凤 《机电工程》 CAS 北大核心 2018年第1期89-94,共6页
针对网络控制系统中同时存在的网络诱导时延和量化误差问题,对系统的建模、稳定性分析、控制器设计等3个方面进行了研究。基于数量化反馈控制器和零阶保持器的工作机制,利用了扇形界方法,将系统建模为带有输入时延的时滞系统。其中,在... 针对网络控制系统中同时存在的网络诱导时延和量化误差问题,对系统的建模、稳定性分析、控制器设计等3个方面进行了研究。基于数量化反馈控制器和零阶保持器的工作机制,利用了扇形界方法,将系统建模为带有输入时延的时滞系统。其中,在网络控制系统的传感器到控制器通道(S-C)和控制器到执行器通道(C-A)分别加入了对数量化器,用来量化系统的状态信号和控制输入信号。运用Lyapunov理论提出了一种Lyapunov-Krasovskii泛函方法,并得到了相应的稳定性判据,该判据是以两个线性矩阵不等式(LMIs)来表示的。基于该稳定性判据,设计了量化状态反馈控制器使得闭环系统渐近稳定。研究结果表明:两个量化器的量化密度直接影响系统的控制性能。 展开更多
关键词 网络控制系统 网络诱导时延 量化反馈控制 稳定性分析 扇形界方法
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基于数据包丢失和时延的基因调控网络的网络化H∞滤波 被引量:3
8
作者 王佳 《福州大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第5期580-584,共5页
针对具有数据包丢失和网络时延的基因调控网络的H∞滤波问题,将基因调控网络的蛋白质和mRNA周期采样后,通过通信网络传输给滤波器,来估计基因调控网络的状态.在网络传输延迟和数据包丢失的影响下,滤波误差系统被建模成随机时滞系统.利用... 针对具有数据包丢失和网络时延的基因调控网络的H∞滤波问题,将基因调控网络的蛋白质和mRNA周期采样后,通过通信网络传输给滤波器,来估计基因调控网络的状态.在网络传输延迟和数据包丢失的影响下,滤波误差系统被建模成随机时滞系统.利用Lyapunov理论得到误差动态系统渐进稳定和满足H∞性能指标的条件,给出H∞滤波器的设计方法.最后,通过一个仿真例子体现该方法的有效性. 展开更多
关键词 基因调控网络 网络时延 H∞滤波 数据包丢失
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网络化控制系统改进事件触发机制与L_∞控制协同设计研究 被引量:3
9
作者 李富强 郜丽赛 张益维 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第8期2492-2497,共6页
研究了网络诱导延时和外部干扰约束下,网络化控制系统的改进事件触发机制与L∞控制协同设计策略。为了克服相对(绝对)事件触发机制在系统接近(远离)平衡点运行时数据发送率较高的局限,提出了综合利用状态相关信息和状态无关信息的改进... 研究了网络诱导延时和外部干扰约束下,网络化控制系统的改进事件触发机制与L∞控制协同设计策略。为了克服相对(绝对)事件触发机制在系统接近(远离)平衡点运行时数据发送率较高的局限,提出了综合利用状态相关信息和状态无关信息的改进事件触发机制,其能够在系统整体运行期间获得较低数据发送率;然后,建立了同时刻画事件触发机制和网络诱导延时影响的闭环时滞系统模型,得到了系统最终有界稳定的充分条件,给出了事件触发机制与控制器的协同设计方法,比要求控制器预先给定的两步设计方法更方便。最后,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 事件触发机制 网络诱导延时 协同设计 最终有界稳定
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带有参数摄动的网络化控制系统非脆弱H_∞控制 被引量:2
10
作者 潘鹏 姜顺 潘丰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第1期249-254,共6页
针对带有时变传输时延的网络化系统中控制器参数存在随机摄动问题,设计了一种非脆弱H_∞控制器。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,得到了非脆弱H_∞控制器存在的充分条件,通过求解线性矩阵不等式得到该控制器增益。所设计... 针对带有时变传输时延的网络化系统中控制器参数存在随机摄动问题,设计了一种非脆弱H_∞控制器。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,得到了非脆弱H_∞控制器存在的充分条件,通过求解线性矩阵不等式得到该控制器增益。所设计的控制器在容许的随机参数摄动和有界时变时延下,能保证闭环网络化控制系统的稳定性和预定的H_∞性能指标。仿真例子验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 网络化控制系统 网络诱导时延 随机参数摄动 非脆弱H¥控制 线性矩阵不等式(LMI)
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受有线无线异构网络诱导延时和数据丢包约束的分布式网络化H_2/H_∞滤波研究 被引量:2
11
作者 杜大军 漆波 费敏锐 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期213-225,共13页
针对分布式有线无线异构网络化滤波系统中部署在不同地理空间的多传感器通过无线网络与每个局部融合中心通信,然后测量数据被传到网关并进行协议转换后通过有线网络传输到对应的分布式滤波器,会导致数据传输出现分布式有线无线网络诱导... 针对分布式有线无线异构网络化滤波系统中部署在不同地理空间的多传感器通过无线网络与每个局部融合中心通信,然后测量数据被传到网关并进行协议转换后通过有线网络传输到对应的分布式滤波器,会导致数据传输出现分布式有线无线网络诱导延时和数据丢包,使得H2/H∞滤波更加困难的问题,本文首先采用有向图描述分布式传感器节点的通信拓扑,然后运用Markov链和伯努利分布分别刻画分布式有线无线网络诱导延时和数据丢包特性,进而建立了融合分布式滤波器参数、有线无线异构网络通信约束的普适滤波误差动态系统综合模型.理论上证明了在分布式有线无线异构网络通信约束下所设计的滤波器使得滤波误差动态系统随机稳定且满足给定的H2/H∞性能指标,并建立了系统随机稳定性、分布式滤波器参数及最长有线无线网络诱导延时和数据丢包之间的关系.最后,仿真实例验证了本文所提方法是可行且有效. 展开更多
关键词 有线无线异构网络 网络诱导延时 数据丢包 分布式H2/H∞滤波 随机稳定
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STABILIZATION OF MARKOVIAN JUMP LINEAR SYSTEMS VIA RANDOM COMMUNICATION TIME DELAYED AND IMPULSIVE CONTROLLERS
12
作者 Zengyun Wang Jing Liu 《Annals of Differential Equations》 2014年第1期54-61,共8页
This paper deals with the stabilization problems for a networked control system via time-delayed and impulsive controllers. The random communication delays in the model signal are modeled as a Markov chain. First, we ... This paper deals with the stabilization problems for a networked control system via time-delayed and impulsive controllers. The random communication delays in the model signal are modeled as a Markov chain. First, we introduce a hybrid controller with delay and impulses for the networked control systems. Then, some sufficient conditions are proposed for the design of a hybrid controller such that the closed-loop system is stochastically stable. 展开更多
关键词 Markovian parameters networked control systems impulsive control STABILIZATION network-induced delays TIME-delay
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具有时变短时延的网络化控制系统稳定性设计 被引量:1
13
作者 陈峰震 朱敏 《齐齐哈尔大学学报(自然科学版)》 2017年第6期6-10,共5页
由于网络化控制系统存在网络诱导时延、数据包的丢失等问题,使得系统性能不稳定。针对这些问题,提出切换系统方法,首先建立相应网络化控制系统模型,然后基于Lyapunov不等式推导并证明使得网络化控制系统指数稳定的状态反馈控制器。实验... 由于网络化控制系统存在网络诱导时延、数据包的丢失等问题,使得系统性能不稳定。针对这些问题,提出切换系统方法,首先建立相应网络化控制系统模型,然后基于Lyapunov不等式推导并证明使得网络化控制系统指数稳定的状态反馈控制器。实验结果表明切换系统方法取得较好的系统稳定性。 展开更多
关键词 网络诱导时延 切换系统 状态反馈
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基于模型的网络化控制系统事件触发控制 被引量:1
14
作者 王迎霞 张大伟 贾新春 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第1期51-57,7,共7页
研究了事件触发通讯机制下基于模型的网络化控制系统鲁棒H_∞控制问题。通过构造一个依赖于对象和模型采样状态的事件触发传输方案,并考虑网络诱导时延的影响,将闭环系统建模为一个带有区间时变时延的增广系统。利用Lyapunov-Krasovski... 研究了事件触发通讯机制下基于模型的网络化控制系统鲁棒H_∞控制问题。通过构造一个依赖于对象和模型采样状态的事件触发传输方案,并考虑网络诱导时延的影响,将闭环系统建模为一个带有区间时变时延的增广系统。利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法,以线性矩阵不等式的形式给出了系统的鲁棒H_∞性能判据和控制器的设计方法。最后,通过一个数值仿真例子验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 网络化控制系统 模型 网络诱导时延 鲁棒H_∞控制 事件触发 传输方案
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区间二型T-S模型网络控制系统的鲁棒H_∞控制
15
作者 张富生 周绍生 《杭州电子科技大学学报(自然科学版)》 2019年第4期51-57,77,共8页
针对一类具有网络诱导时滞和参数不确定的网络控制系统,研究鲁棒H_∞控制器设计问题。基于区间二型T-S模型,通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,引入自由权矩阵来表示Newton-Leibniz公式中各项之间的关系,加入一些附加项,运用不等... 针对一类具有网络诱导时滞和参数不确定的网络控制系统,研究鲁棒H_∞控制器设计问题。基于区间二型T-S模型,通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,引入自由权矩阵来表示Newton-Leibniz公式中各项之间的关系,加入一些附加项,运用不等式放缩和矩阵分解技巧,设计了使系统渐近稳定并满足H_∞性能指标的状态反馈控制器。最后,通过数值仿真实例验证了设计方法的有效性。 展开更多
关键词 区间二型T-S模型 网络控制系统 自由权矩阵 网络诱导时滞
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基于观测器的网络化多智能体预测控制 被引量:7
16
作者 庞中华 骆文城 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期2290-2296,共7页
针对一类主从式异构线性网络化多智能体系统,考虑每个智能体的反馈通道和前向通道中存在随机网络诱导时延和数据包丢失问题,采用预测控制方法,提出一种基于观测器的网络化多智能体协同输出跟踪控制方案.在该方案中,主智能体在每一时刻... 针对一类主从式异构线性网络化多智能体系统,考虑每个智能体的反馈通道和前向通道中存在随机网络诱导时延和数据包丢失问题,采用预测控制方法,提出一种基于观测器的网络化多智能体协同输出跟踪控制方案.在该方案中,主智能体在每一时刻基于自身滞后输出和系统参考信号,计算一组控制预测序列和输出预测序列,前者用以主动补偿主智能体控制回路中的随机网络诱导时延和数据包丢失,后者被发往从智能体;从智能体在每一时刻基于主智能体发送过来的输出预测序列和自身滞后输出,计算一组控制预测序列,用以主动补偿从智能体控制回路中的随机网络诱导时延和数据包丢失;随后推导闭环网络化多智能体控制系统的稳定性,并通过实验验证该方案的有效性和可行性. 展开更多
关键词 网络化多智能体系统 预测控制 随机网络诱导时延 数据包丢失 状态观测器
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遭受DoS攻击的短时延网络控制系统保性能控制 被引量:2
17
作者 何胜权 俞立 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期302-308,共7页
针对DoS(Denial-of-Service)攻击,分析了具有短时延的网络控制系统(networked control systems,NCS)的稳定性,设计了该系统的保性能控制器.首先,通过采样周期的重新定义,把该类NCS建模成离散切换系统模型,该模型可以把短时延和DoS攻击... 针对DoS(Denial-of-Service)攻击,分析了具有短时延的网络控制系统(networked control systems,NCS)的稳定性,设计了该系统的保性能控制器.首先,通过采样周期的重新定义,把该类NCS建模成离散切换系统模型,该模型可以把短时延和DoS攻击统一起来.接着,用离散切换系统的分析方法,给出了一个该类NCS指数稳定的充分条件.进一步,在给定的保性能水平下,设计了相应的保性能控制器.最后,通过一个仿真示例说明了结果的有效性. 展开更多
关键词 网络控制系统(NCS) DOS攻击 短时延 切换系统 保性能控制
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基于神经PID的网络化控制系统的设计 被引量:1
18
作者 车高峰 《电脑与电信》 2012年第4期33-35,共3页
随着控制理论和通信技术的发展,网络化控制系统受到越来越多的关注。时滞采用传统的PID控制已不能获得满意的控制效果,并且网路引入控制系统,使得系统存在时延、数据包的丢失等问题。这些问题严重影响系统的性能。为了改善系统的控制性... 随着控制理论和通信技术的发展,网络化控制系统受到越来越多的关注。时滞采用传统的PID控制已不能获得满意的控制效果,并且网路引入控制系统,使得系统存在时延、数据包的丢失等问题。这些问题严重影响系统的性能。为了改善系统的控制性能,提出了基于单神经元的PID网络化控制系统模型。系统控制器结合了神经网络、PID、Smith预估控制器的优点,并且具有较好的动态性能,与常规的PID控制器相比,过渡过程小,超调量小,输出平稳,并且对信号和时延的变化具有较好的学习能力和自适应能力。 展开更多
关键词 网络化控制系统 单神经元PID控制器 SMITH预估控制 网络诱导时延
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具有随机时延的网络化控制系统基于等价空间的故障诊断 被引量:25
19
作者 郑英 方华京 +1 位作者 谢林柏 曹新苗 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2003年第2期155-159,共5页
随着控制系统技术的飞速发展 ,把网络环节引入到传统的控制系统实现迅速准确的远距离闭环控制是人们日益关注的课题 .而网络中由信息的碰撞、重发而产生的网络延迟对控制系统本身带来的负面影响却不容忽视 .本文针对网络化控制系统 ( Ne... 随着控制系统技术的飞速发展 ,把网络环节引入到传统的控制系统实现迅速准确的远距离闭环控制是人们日益关注的课题 .而网络中由信息的碰撞、重发而产生的网络延迟对控制系统本身带来的负面影响却不容忽视 .本文针对网络化控制系统 ( Networked Control System,简称 NCS)的随机延时 ,提出了延时估计和在线获得延时数据的两种方法 ,建立控制对象的数学模型 .利用 z变换来处理延时 ,由等价关系产生残差 ,通过参数设计解耦干扰向量 ,从而对网络化系统的控制故障进行了诊断 。 展开更多
关键词 随机时延 网络化控制系统 故障诊断 采样时差 网络延时 等价空间 工业控制
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网络控制系统随机稳定性研究 被引量:31
20
作者 马卫国 邵诚 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期878-882,共5页
研究了具有随机网络诱导时延及数据包丢失的网络控制系统随机稳定性问题.本文用一个具有两个状态的马尔可夫链来描述数据通过网络传输时随机数据包丢失过程,利用马尔可夫跳变线性系统理论,将网络控制系统建模为一个具有两种运行模式的... 研究了具有随机网络诱导时延及数据包丢失的网络控制系统随机稳定性问题.本文用一个具有两个状态的马尔可夫链来描述数据通过网络传输时随机数据包丢失过程,利用马尔可夫跳变线性系统理论,将网络控制系统建模为一个具有两种运行模式的马尔可夫跳变线性系统,给出了在状态反馈控制下网络控制系统随机稳定的线性矩阵不等式形式的充分条件,最后用一个仿真示例验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 网络控制系统 网络诱导时延 数据包丢失 随机稳定性 码尔可夫跳变线性系统
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