网络控制中基于LMI的次优化允许等价时滞界研究

针对网络控制问题,建立包含变网络时延及网络传输丢包等非理想网络状况的系统统一模型。提出将非理想网络状况转化为次优化允许等价时滞界的方法。通过引入自由矩阵及次优化允许等价时滞界方法,将求取最大允许时延问题转化为基于LMI的次优化允许等价时滞界求解问题并提出相应求解算法。仿真结果说明该方法具有较小的保守性。

基于位移反馈控制的主动增加时滞补偿方法及其试验验证

时滞是结构振动主动控制系统中普遍存在的现象,时滞不仅会降低控制系统的性能,严重时会造成系统失稳、控制发散。针对此问题,研究以下三方面内容:首先基于单自由度系统时滞的稳定性理论分析,确定系统最大允许时滞量的解析解,该阈值可以作为确定何时应用时滞补偿技术的一个评判指标;其次,当作动器实际时滞量大于最大允许时滞量时,常规时滞补偿方法将会失效,提出了基于位移反馈的主动增加时滞的补偿新方法,并定性结合定量详细分析了主动控制算法的参数影响规律;最后,以单层剪切型框架结构为被控对象,进行了多种输入激励下基于位移反馈的主动增加时滞补偿试验验证。大量仿真分析和试验结果表明所提方法能够在保证系统稳定性的同时获得一定可观的控制效果。

多时滞不确定网络控制系统的稳定性分析

针对具有多个独立传感器和执行器的多输入多输出(MIMO)网络控制系统(NCSs),在考虑分布时滞和不确定性的情况下,建立了一类网络控制系统的连续时间模型.利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式(LMIs)方法,分析了系统的稳定性问题,给出了基于LMIs形式与时滞相关的渐近稳定判据.通过该方法,能够分析和判定具有多时滞和不确定性网络控制系统的时滞相关稳定性.与现有的方法相比,该方法给出了保证网络控制系统稳定的更小保守性的最大允许时滞边界(MADB),而且结果更具广泛性和一般性.实例和仿真结果表明该方法保守性较小.

不确定多时变时滞网络控制系统的时滞相关稳定性

讨论了具有不确定性和多时变时滞的网络控制系统(NCSs)的时滞相关稳定性.针对一类多输入多输出(MIMO)的NCSs,在考虑网络时滞和不确定性的情况下,建立了该系统的数学模型.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,提出了新的基于LMI形式的时滞相关稳定条件.该方法克服了已有方法的保守性且结果更具有一般性.最后给出实例表明该方法与现有文献结果相比,具有较小的保守性和更好的有效性.

部分状态反馈的主动利用时滞补偿方法

时间滞后是结构振动主动控制系统中普遍存在的现象,时滞不仅会降低控制系统的性能,严重时会造成系统失稳、控制发散。常规时滞补偿方法大多是将时滞作为一种危害进行消减,而今提出了一种基于速度反馈的主动利用时滞的补偿新方法。研究分为以下三方面内容:首先以理论分析为基础,提出了基于速度反馈的主动增加时滞的补偿新方法;其次,结合大量仿真结果定性分析了主动控制算法的参数影响规律;最后,以单层剪切型框架结构为被控对象,进行了多种输入激励下基于速度反馈的主动增加时滞补偿试验验证。大量仿真分析和试验结果表明所提方法能够在保证系统稳定性的同时获得一定可观的控制效果。

网络环境下不确定时滞系统鲁棒H_∞控制

研究了网络环境下不确定时滞系统的鲁棒H_∞控制器的设计问题.在综合考虑网络的非理想状况下,建立一种新的网络控制模型.然后利用Lyapunov Krsasovskii泛函方法,通过引入自由矩阵,得到网络控制系统的H_∞鲁棒稳定条件和相应的鲁棒H_∞时滞状态反馈控制器的设计方法.实例表明了本文所得结果的有效性.

等式约束的网络化控制系统的稳定性设计

研究了等式约束的网络化控制系统的稳定性问题.在假设网络时滞是随机变化的,并且假设网络化控制系统的被控对象为一个具有等式约束的时滞系统的情况下,将网络化控制系统模型化为一个混合系统.然后采用李亚普诺夫函数、线性矩阵不等式的方法推导出了该混合系统渐近稳定的一个充分条件.根据此充分条件,通过求解一个线性矩阵不等式,较容易地获得系统的最大允许网络时滞以及此时的控制器.最后给出一个具体的数值和仿真实例说明了此设计方法是有效的.