基于GASA算法的网络控制系统的控制器设计

提出了一种基于遗传算法和模拟退火算法的混合策略,用于单包传输下的线性网络控制系统中远程PID控制器的设计。这种新的混合策略被称为GASA算法。由于网络导致的延迟存在,GASA算法被用于确定最佳的PID增益。在求解过程中,GASA算法在各温度下依次进行GA和SA搜索,其中SA的初始解来自GA的进化结果,SA经过Metropolis抽样过程得到的解又成为了GA进一步进化的初始种群,而温度的更新由退温操作来控制。对设定的性能指标如超调量和调整时间的违背量将作为GASA适应度函数中的惩罚项。本文对基于Profibus-DP网络的网络控制系统进行测试,并与修正Ziegler-Nichols法的优化结果进行比较,结果表明在对网络导致的延迟没有任何先验知识的情况下,用于网络控制系统中远程控制器设计的GASA算法能够获得满意的控制效果。

网络控制系统的对象建模

网络控制系统(NCS)中的被控对象是包含工业控制对象和通讯网络的广义被控对象,其模型是时变不确定的,十分复杂。在考虑了单包传输、多包传输、数据包丢失、延时、随机干扰等情况下,用一种统一的形式,建立网络控制系统的模型。对广义被控对象进行分析和建模有利于网络控制系统控制器的分析和设计。在实际工程应用中在分析了NCS网络特性基础上,皆可按该方法对广义被控对象建模,然后再进行控制器设计。

诱导延时和数据包丢失的广义网络控制系统的建模及其控制

针对广义网络控制系统的延时和数据包丢失问题,在诱导延时时间小于和大于采样周期T、单包传输和多包传输数据包丢失情况下,建立广义网络控制系统的模型并进行相关控制器设计.最后探讨了使网络控制系统稳定所允许的最大延时界限,为实际控制工程中广义网络控制对象的研究提供了理论依据.

一类网络切换模糊系统的状态反馈控制

研究了一类网络切换模糊系统的状态反馈控制问题。网络控制系统在单包传输情况下,考虑到传输时滞的影响,使用切换技术及多Lyapunov函数方法,给出了状态反馈控制器存在的充分条件和切换律设计,并给出了使系统渐近稳定的一组LMI条件。最后通过仿真例子验证了设计方法的有效性和可行性。

基于控制器切换的模糊不确定网络化系统的稳定性

基于T-S模糊模型建立模糊网络化控制系统模型,研究了一类存在不确定参数的网络时滞系统在单包传输且没有丢包情况下的稳定性。为了增强其诱导时延的动态性能,假设存在有限个备选的控制增益己知的模糊状态反馈控制器,在每个备选的控制器均不能镇定系统的情况下,使用控制器切换技术及Lyapunov函数方法,设计切换律,得到了系统渐进稳定的一个充分条件,并且此条件可转化为求解线性矩阵不等式(LM IS)问题。最后仿真结果表明所设计策略的可行性和有效性。

具有随机丢包的无线网络控制系统仿真研究

本文介绍了一种基于Matlab/Simulink的联合仿真工具——TrueTime工具箱,利用该工具箱并以直流伺服电机为受控对象,建立起一个单包传输有随机数据包丢失的无线网络控制系统的仿真模型.通过仿真实验研究数据丢包对于系统控制性能的影响,对比当出现数据丢包时,控制器采用上一时刻的控制律与不采用任何控制律的控制效果,两者并没有明显差别.

网络化不确定模糊系统的混杂状态反馈控制

针对一类网络化不确定模糊系统,研究了在单包传输且没有丢包情况下的稳定控制问题。假设存在有限个备选的控制增益己知的模糊状态反馈控制器,在每个控制器均不能镇定系统的情况下,使用控制器切换技术及多Lyapunov函数方法,给出切换律设计和使系统渐近稳定的矩阵不等式条件,并将此条件转化为求解线性矩阵不等式(LMIS)问题。最后仿真结果表明方法的有效性。

网络化控制系统研究综述

首先提出了网络化控制系统中目前存在的网络诱导时延、数据包丢失、单包传输和多包传输等主要问题,接着介绍了网络化控制系统目前发展状况及近年来国内外学者针对该系统存在的主要问题所作出的代表性研究方法、成果,最后论述了网络化控制系统研究中还需进一步解决的问题和未来的研究方向。

网络控制系统研究进展

对网络控制系统领域的主要研究成果和将来可能遇到的挑战进行阐述。网路控制系统主要分为网络控制、基于网络的控制和多智能体系统3个研究领域。网络控制是针对网络自身的控制,主要是对通信网络的网络路由、网络流量等的调度与控制;基于网络的控制是对被控系统的控制,网络只是作为一种传输通道,研究时考虑网络自身存在的问题对系统的影响,对整个闭环系统进行建模、性能分析以及控制器的设计等;多智能体系统主要是研究网络的拓扑结构和多智能体之间相互作用对整个系统行为的影响。本文主要针对基于网络的控制系统中的时延、丢包、多包传输问题,介绍近年来网络控制系统分析与综合方面的研究成果和最新进展。最后,论述了网络控制系统研究中尚待解决的问题,展望了网络控制系统未来的发展前景。