控制器模态不匹配的半马尔可夫系统的可达集分析

研究了控制器模态不匹配的半马尔可夫跳变线性系统的可达集。在不考虑有界转移速率约束的情况下,设计了模态与系统模态不匹配的控制器,得到了系统状态轨迹有界的充分条件。然后,分别研究了模态独立和模态依赖的控制策略,进一步讨论矩阵中含有不确定的概率和部分已知的矩阵情况。最后,通过算例和仿真结果验证了模态不匹配控制方法的有效性和优越性。

T-S模糊半马尔可夫跳变系统故障估计

针对一类具有一般不确定转移概率的T-S模糊半马尔可夫跳变系统(S-MJS)设计了一个降维观测器,它可以同时估计系统状态、执行器故障及传感器故障,并且能够完全解耦外部干扰。利用线性矩阵不等式的形式,给出了观测器存在的充分条件,并证明误差系统可在有限时间内稳定。最后通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

具有半马尔可夫跳变时变时滞混沌Lur’e系统的同步控制

本文研究一类具有半马尔可夫跳变时变时滞混沌Lur’e系统的同步控制问题。基于Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式技巧,充分运用两个零等式,给出一个保证系统随机稳定的延迟状态反馈控制器存在的充分条件。通过仿真实例说明所提方法的有效性。

半马尔可夫跳变系统在分数布朗运动干扰下的采样控制

针对分数布朗运动干扰下的半马尔可夫跳变系统,研究了其采样反馈控制问题。首先设计了不受分数布朗运动干扰的采样反馈控制器。在讨论分数布朗运动的Malliavin导数有界性条件下,构造了与Hurst指数相关且带有二重积分的新型Lyapunov泛函,然后利用线性矩阵不等式得到了系统有限时间随机有界的充分条件。最后的数值算例验证了所提方法的有效性。

基于事件触发的奇异semi-Markov跳变系统的有限时间控制

为减少不必要的网络资源传输,解决实际复杂系统的有限时间问题,提出一种基于事件触发方案的奇异semi-Markov跳变系统的有限时间控制器设计方法。在事件触发方案下,用系统的时滞表示网络诱导时延,闭环系统可以建模为一个时滞系统。首先,通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,以严格矩阵不等式的形式给出充分条件,以使事件触发方案下的闭环系统正则、无脉冲、随机有限时间有界;然后,通过求解矩阵不等式,得到状态反馈控制器的参数;最后,给出一个数值示例,通过仿真证明所提方法的有效性。

不确定离散半马尔可夫跳变系统的有限时间鲁棒H_(∞)控制

研究一类不确定离散时间半马尔可夫跳变系统的有限时间鲁棒H_(∞)控制问题.首先,应用半马尔可夫核方法建模离散时间系统的半马尔可夫跳变过程,其中驻留时间的概率密度函数依赖系统当前模态和下一模态,使得所提出理论可考虑不同的驻留时间概率分布类型,针对随机跳变系统有限时间分析中的跳变次数问题,提出估计跳变次数最大值的方法;然后,考虑系统模态驻留时间的上下界,提出新的有限时间有界概念,并保证基于半马尔可夫核方法给出的不确定离散时间半马尔可夫随机跳变系统有限时间有界判据数值可解;接着,在此基础上,分析系统的H_(∞)性能指标,设计模态依赖的状态反馈控制律保证闭环系统的有限时间鲁棒H_(∞)性能;最后,通过2个算例仿真验证所提出理论的可行性和有效性.

具有随机马尔可夫时延的网络控制系统H_∞故障检测

针对存在随机时延的网络环境,研究了一类网络控制系统的H∞故障检测滤波器设计问题.考虑了可由马尔可夫过程描述的随机时延,网络控制系统被建模成离散时间有限状态的马尔可夫跳变线性系统.基于此类模型,构造了系统的残差发生器,相应的故障检测问题转化为H∞滤波问题.通过选择合适的滤波器增益,使得残差和故障之间的误差尽可能地小,保证了残差对于未知输入的鲁棒性.以线性矩阵不等式的形式给出了故障检测滤波器存在的充分条件,并运用锥补线性化方法完成了滤波器设计过程.数值算例表明,上述网络控制系统故障检测滤波器不仅对故障敏感,同时对外界扰动具有鲁棒性.

含参数不确定性的马尔可夫跳变过程鲁棒正实控制

讨论一类具有随机跳变参数的线性系统正实控制问题 ,其跳变参数的跃迁由有限状态的马尔可夫过程描述 .基于随机李亚普诺夫函数的方法 ,并结合线性矩阵不等式 ,分别提出依赖于模态的状态反馈和输出反馈控制 ,以保证相应闭环系统的严格正实性 .进一步针对系统含参数不确定性的情形 ,引入鲁棒正实性分析 ,得到鲁棒正实控制器存在的充分条件和设计方法 .

离散双切换线性正系统的L1增益性能分析

离散时间双切换线性正系统是同时受到确定切换信号和Markov随机切换信号共同影响的系统。鲁棒稳定以及扰动抑制问题是研究混杂系统稳定性的重要问题,但双切换正系统的扰动抑制问题研究较少。基于此研究背景,提出了新型的切换系统——具有指数不确定性的离散时间双切换线性正系统(DDSLPS),通过构建Co-positive Lyapunov能量衰减函数,利用线性编程(LP)得到确保DDSLPS在持续驻留时间(PDT)约束下系统满足鲁棒指数几乎处处稳定(Robust-EAS)的充分条件。另外,将此方法推广到DDSLPS的L1增益分析中,得到闭环系统在鲁棒指数几乎处处稳定下满足L1性能指标x的充分条件。利用Matlab数值仿真,验证了所用方法的有效性和所得结果的正确性。

马尔可夫跳变线性系统最优控制的研究现状与进展

马尔可夫跳变线性系统(MJLS)是一种具有多个模态的随机系统,系统在各个模态之间的跳变转移由一组马尔可夫链来决定。MJLS模型因其在表示过程中可以产生突变而更能精确的描述实际工程应用中的系统。近年来,MJLS的最优控制问题成为了研究的热点,动态规划、极大值原理以及线性矩阵不等式等成为了解决此类问题的主流方法。本文对MJLS最优控制领域的研究现状进行了综述。分别对一般情况下、带有噪声的情况下、带有时滞的情况下以及某些特定情况下的MLJS最优控制问题的国内外研究现状进行论述。最后进行了总结并提出MJLS最优控制领域未来值得关注的研究方向。

不确定半马尔可夫跳变系统的滑模观测器设计

考虑了相位型半马尔可夫跳变系统的滑模观测器设计问题.利用补充变量法及模型转化,将有限相位型半马尔可夫过程转换为其伴随马尔可夫链.因此,相位型半马尔可夫跳变系统可等价地转换为其伴随马尔可夫跳变系统.针对这类系统设计了滑模观测器并给出了观测器可解的充分条件.最后,通过数值算例表明了文章给出方法的有效性.

一类飞行器网络控制系统的鲁棒故障检测算法

针对同时存在马尔可夫短时延和数据包丢失的网络环境,研究了一类飞行器网络控制系统的鲁棒故障检测问题。通过将马尔可夫短时延与丢包建模为一个有限马尔可夫链,并针对丢包建立相应的数学模型,飞行器网络控制系统被建模为离散有限马尔可夫跳变线性系统。在此基础上构建残差发生器,相应的故障检测问题归结为H∞滤波问题。以线性矩阵不等式的形式给出并证明了故障检测滤波器的存在条件和求解方法。仿真结果表明,所提出的建模方法能够有效地减少丢包对故障检测性能的影响,同时上述故障检测方法对故障敏感,对未知扰动具有鲁棒性。

网络化系统的状态反馈保性能控制

研究了具有随机网络诱导时延且数据包丢失服从马尔可夫链的网络化系统的保性能控制问题.将网络化控制系统建模为具有两种运行模式的马尔可夫跳变线性系统.根据马尔可夫跳变线性系统理论,给出了网络化系统状态反馈保性能控制器存在的充分条件;该保性能控制器为一组线性矩阵不等式的解.通过一个仿真示例说明了本文所提方法的有效性.

网络化控制系统随机时延的补偿研究(英文)

在网络化控制系统中引入离散隐马尔可夫模型,建立网络状态与控制器-执行器时延之间的概率模型.网络化控制系统被建模成一个马尔可夫跳变线性系统,并预测出当前采样周期内的控制器-执行器时延.使用该预测值设计一个状态反馈控制器,实现对控制器-执行器时延的补偿.对比仿真实验验证了所提方法的优越性.

混合系统二维离散与连续状态同步估计研究

在混合系统中,需要同时估计出系统的离散状态与连续状态。针对混合系统出现二维离散状态下的混合状态估计问题进行研究,根据系统特性,采用跳变马尔可夫线性系统建模,并应用Rao-Blackwellised粒子滤波算法对二维离散状态与连续状态进行同步估计。由于算法一定程度上缓解了粒子滤波算法在高维状态空间估计中的失效问题,并对离散状态单独采样,能提高系统状态的估计精度。仿真试验证明,方法能有效地同步估计出系统的二维离散状态与连续状态,其中,二维离散状态的估计准确率达到了96%。

时延加权融合技术的无线传感器网络控制

本文研究了无线传感器网络控制系统的建模、稳定性与控制器设计问题.首先建立一个新的无线传感器网络控制系统模型,然后提出一种用于多个传感器数据融合的时延相关加权均值方法,并通过系统建模及分析,把无线传感器网络控制系统稳定性问题转换成为具有多个传输时延和丢包现象的多传感器单控制器网络控制系统稳定性问题,并利用线性跳变系统理论成功地设计出使系统均方稳定的静态输出反馈控制器.最后通过仿真实例说明,在同等条件加权均值融合输出控制器比一般输出控制器具有更强的鲁棒性.

不可靠通信的云控场景下网联车辆控制器的设计

鉴于不可靠的网络通信给车辆网联控制带来的隐患,本文研究了考虑时延、丢包等因素的网联车辆控制器设计方法。首先基于马尔可夫跳变线性系统,建立包含随机丢包和时延事件的网络控制系统模型,提出了马尔可夫跳变线性系统稳定的线性矩阵不等式条件,给出了随机丢包的量化控制器设计方法。在此基础上,通过对系统方程矩阵的增广,提出了离散时延的跳变控制器设计方法。最后,分别对网联车辆横向与纵向控制两个典型云控场景进行仿真。结果表明,用本文提出的方法,在时延或丢包概率分布已知的条件下所设计的网联车辆控制系统量化控制器,能保证在不可靠通信情况下系统的稳定性和安全性。

On Optimal Fault Detection for Discrete-time Markovian Jump Linear Systems

这份报纸为分离时间的 Markovian 处理差错察觉的问题跳线性系统(MJLS ) 。把一个基于观察员的差错察觉过滤器(FDF ) 用作一个剩余发电机， FDF 的设计为最大化随机的 H/H 或 H/H 表演索引作为一个优化问题被提出。在一个操作符优化方法的帮助下，一个统一最佳的解决方案能被解决 a coupled Riccati 方程导出，这被显示出。数字例子被给显示出建议方法的有效性。