具有访问约束和数据丢包的网络化系统H_(∞)鲁棒控制

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.

针对数据丢包的广义Markov跳变正系统的有限时间控制

针对一类离散广义Markov跳变时滞正系统,考虑转移概率部分未知以及数据丢包等因素,研究了其有限时间控制问题。针对数据通信延时及数据丢包等实际情况,采用单指数平滑法完成数据丢包补偿,从而完成状态反馈控制器的设计。给出了控制器存在的条件以及参数设计的方法,所得控制器能够保证闭环系统为正系统并且是随机有限时间稳定的,并通过Matlab验证了所得方法的正确性和有效性。

具有时延和数据包丢失的网络控制系统稳定性

针对单数据包传输情况,将同时存在网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统建模为具有事件约束的异步动态系统,依据Lyapunov稳定性原理,提出了同时存在网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统指数稳定的网络诱导时延条件和数据包丢失条件,对条件进行了实例仿真验证,仿真结果表明该条件是有效的.

数据丢包环境下的多传感器协同跟踪策略研究

针对实际作战中的复杂电磁环境,研究了数据丢包环境下的多传感器协同跟踪问题。首先分析了数据丢包的几种不同情况,分别建立了数据丢包模型,并针对不同的丢包模型提出了相应的补偿策略;然后建立了数据丢包环境下目标观测模型,推导了数据丢包环境下序贯扩展卡尔曼滤波算法;最后基于信息熵理论建立了数据丢包环境下的多传感器多目标跟踪优化模型,给出了离散粒子群求解算法。仿真结果表明,所提的丢包补偿策略具有良好的补偿效果,可以有效抑制数据丢包造成的滤波数据发散,保证目标跟踪精度。

基于数据丢包的离散奇异脉冲系统量化控制器设计

针对离散奇异脉冲系统,在保证闭环系统稳定的基础上,考虑网络中存在的数据丢包和信号量化问题,提出了一种基于数据丢包的量化反馈控制器设计方法.首先,根据非线性奇异脉冲系统的描述,建立了相应的具有丢包的闭环量化反馈控制系统的数学模型.其次,根据李亚普诺夫稳定性理论,给出了离散奇异脉冲系统的渐近稳定的充分条件以及量化反馈控制器的设计方法.最后,通过求解一组代数矩阵不等式得到量化反馈增益.通过对洛伦兹系统仿真,表明利用所设计的量化控制器能够保证闭环非线性离散奇异脉冲系统在具有数据丢包的情况下渐近稳定.

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

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.

面对数据丢包的船舶航向保持网络预测控制器

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.

存在数据丢包的网络控制系统的控制

将存在数据丢包的网络控制系统描述为跳跃系统。基于一个李雅普诺夫泛函,只需满足4个线性矩阵不等式,便可通过带状态观测的状态反馈控制使闭环系统达到稳定。由于得到的条件不是严格的线性矩阵不等式条件,将不具有严格线性矩阵不等式条件的非凸可行解问题转化为具有严格线性不等式的非线性最小化问题,得到了求解状态反馈控制器增益和状态观测器增益的算法。数值仿真结果验证了该算法的有效性。在所设计的状态反馈控制器的校正作用下,闭环系统的响应是渐近稳定的。

存在数据丢包的航空发动机分布式控制器设计

考虑航空发动机分布式控制系统中丢包问题,开展系统建模和稳定性分析,提出了带输入积分的状态反馈控制器,根据Lyapunov稳定性定理和LMI获得了一定丢包上界下的控制器求解定理。基于该控制器提出某涡扇发动机分布式控制系统丢包增益重构补偿策略,并开展仿真研究。结果表明:基于增益重构的丢包补偿措施,保证了存在数据丢包的发动机分布式控制系统的性能和稳定性。

变采样周期和数据包随机丢失的NCS鲁棒H_∞控制

网络控制系统与传统的点对点控制方式不同,数据传输具有时延和随机丢包,且为了对信息资源进行合理的分配和调度常采用时变采样方式。本文首先给出NCS的离散区间动态模型,该模型以Bernoulli分布序列描述NCS数据丢包的随机性,并以不确定区间矩阵描述NCS的采样周期与传输时延的时变性;在此基础上,基于线性矩阵不等式(LMI)技术,给出具有时变有界采样周期和数据随机丢包NCS的鲁棒H∞控制器存在充分条件,且将控制器的求解问题转化为一个有限维LMI凸优化问题,便于数值计算。所设计的控制器可以保证系统渐近稳定且具有一定的H∞扰动抑制水平γ。数值仿真表明提出控制器设计方法的有效性。

具有反馈数据丢包的网络化控制电力无功优化改进算法

分析网络传输通道中通信时延、远动数据丢失对于电力无功优化的影响。针对由于时延与丢包等因素导致系统状态反馈变量出现误差和缺失的情况,提出一种具有反馈数据缓存的网络化控制无功优化改进算法。该算法在状态估计算法的基础上,引入接收缓存器对反馈通道中状态变量的缺失或误差进行修正,以保证无功优化运行时所需要的远程观测数据。采用差分进化算法,对于IEEE 14节点及IEEE 30节点系统进行仿真研究。研究结果表明:当网络化控制无功优化系统中反馈通道的量测数据出现缺失或误差时,利用改进后的状态估计方法可以较好地求出系统的状态量,并能应用于后续的相应无功优化计算过程,从而保证系统性能达到较优状态。

有数据丢包的复杂网络的鲁棒保性能状态估计

针对现实网络在数据传输中存在数据丢包和噪声干扰的特点,研究离散时间复杂网络的鲁棒保性能状态估计问题,旨在减小数据丢包和噪声干扰对状态估计的影响.利用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法,以线性矩阵不等式的形式提出了鲁棒保性能状态估计增益矩阵存在的条件和设计准则,在满足状态估计误差均方指数收敛的前提下,能进一步使网络的状态估计满足一定的性能指标.仿真结果表明,鲁棒保性能状态估计器可以有效地估计复杂网络的状态.

具有数据丢包的非线性奇异脉冲系统量化控制

考虑网络传输中存在的数据丢包和信号量化问题,研究了基于数据丢包的非线性奇异脉冲系统设量化反馈控制器的设计方法.首先给出一般非线性奇异脉冲系统的数学描述,并在此基础上建立相应的具有丢包的闭环量化反馈控制系统的数学模型.其次,根据李雅普诺夫稳定性理论,给出了奇异脉冲系统的渐近稳定的充分条件以及量化反馈控制器的设计方法.应用本设计方法,可以选择满足代数矩阵不等式条件的量化反馈增益,实现系统渐近稳定.最后通过对Chua混沌系统仿真,表明利用本文设计的量化控制器能够保证闭环非线性奇异脉冲系统在具有数据丢包的情况下渐近稳定.

VANET数据包丢包启发式解决方案

车载自组织网络默认的IEEE802.11P协议采用了简单的干扰模型,产生了隐藏终端问题,影响了车载自组织网络的性能。提出一种启发式解决方案,考虑了干扰因素在车载自组织网络传输的不同阶段对其造成的影响,根据交通拥堵情况适时调整竞争窗尺寸和传输功率。在启发式解决方案中,不同传输阶段的数据包丢包用碰撞丢包率、SINR和队列溢出表示,自适应改善数据包竞争窗尺寸和传输功率,提高了数据包传输成功率,降低了端到端延迟。

具有网络诱导时延和数据丢包的网络保性能状态估计

针对复杂网络在数据传输过程中会出现时延和数据丢包的特点,研究了同时具备时延和数据丢包复杂网络的保性能状态估计问题,旨在减少传输过程中出现的时延和丢包对状态估计的影响。根据李雅普诺夫稳定性理论和随机分析方法,以线性不等式的方式提出了满足相关性能指标要求的状态估计器增益矩阵的设计要求。估计状态误差在满足渐进收敛前提下,能进一步满足实际应用的性能指标要求。仿真结果表明,所设计的保性能状态估计器可以有效地估计出源复杂网络的状态信息。

通信延时和数据丢包下事件驱动的多智能体系统一致性研究（英文）

本文研究受网络通信延时和数据随机丢包的多智能系统一致性问题,探索事件驱动的分布式协同控制策略.首先针对两类普遍应用的事件触发器,提出了一个可用于选择触发策略的触发频率比较方法.然后提出了分布式协同控制律以保证系统的渐近一致性,并给出了相应的时滞依赖Markov切换控制器设计新方法.本文所提的控制策略不仅保证系统一致性目标,而且能显著减少通信数据传输量并降低控制器计算负担.最后,通过仿真算例验证了所提方法的有效性.

一种数据丢包情况下的交叉口排队长度均衡控制方法

针对交通数据在传输过程中随机丢包造成交通拥堵的问题,提出一种新的交叉口排队长度均衡控制方法。考虑到交叉口交通控制的重复特性和强非线性,将无模型自适应迭代学习控制方案应用于交叉口排队长度控制中,通过实时调整各交叉口的信号配时方案来调节路口车辆的排队长度,实现各交叉口排队长度的均衡。针对道路交通网络控制中排队长度差值数据在传输过程中存在的丢包现象,将数据丢失现象描述为概率已知的伯努利序列,提出数据丢失情况下的补偿算法,即利用上次迭代的输出数据、伪梯度的估计值和控制输入差值对丢失数据进行补偿,解决存在数据丢包情况下多交叉口排队长度均衡控制问题。仿真结果表明,该方法在数据丢包的情况下迭代100次左右能够收敛于期望值并达到期望控制效果,验证了补偿算法的有效性。

具有数据丢包和噪声的输出耦合复杂网络鲁棒保性能状态估计

针对现实网络在数据传输中存在数据丢包和噪声干扰的特点,研究输出耦合离散时间复杂网络的鲁棒保性能状态估计问题,旨在减小数据丢包和噪声干扰对状态估计的影响。估计误差在满足均方指数收敛的前提下,能进一步满足一定的性能指标。利用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法,以线性矩阵不等式的形式提出了鲁棒保性能状态估计增益矩阵存在的条件和设计准则。通过仿真表明,鲁棒保性能状态估计器可以有效地估计复杂网络的状态。

数据包丢失的无线网络控制系统的故障检测

针对一类具有数据包丢失的无线网络控制系统,根据数据包丢失和未丢失的情况,同时结合无线网络控制系统数据传输过程中时延的特点,设计了具有时延补偿功能的鲁棒H∞观测器进行故障检测。当系统未发生故障且不存在未知扰动时,系统是稳定的,当存在未知扰动时,系统满足一定的H∞性能。为了及时检测系统的故障并减小系统故障的误报率,设计了残差评价信号,当系统发生故障,残差评价信号即刻超过指定值,系统检测出故障。所得结果通过仿真示例得到了验证。

存在数据丢包的无线网络控制系统的滤波器设计

针对无线网络控制系统测量数据存在丢失和噪音干扰的问题,研究了一类无线网络控制系统H_∞滤波器设计方法,以提高系统测量数据的精度.首先,利用独立伯努利变量搭建数据丢包模型,并将滤波误差系统等效为具有两个子系统的离散切换系统;在此基础上,利用LMIs形式给出H_∞滤波器存在的充分条件和滤波器参数求解的方法;最后通过仿真示例验证了所提算法的可行性.