基于离散事件触发的NCS鲁棒容错控制研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 16次 | 上传用户:aaronqi666
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
网络化控制系统(Network control system, NCS)是将数据信息、通信网络、反馈控制集合于一体的分布式控制系统。此类系统由于更加庞大的结构、以及有限带宽所衍生的网络诱导时延、数据包丢失等对系统性能的影响,使得NCS的可靠性和安全性面临了新的挑战,因而NCS容错设计受到了人们广泛关注。但已有研究成果都是在周期“时间触发”通讯机制下对系统容错设计孤立进行的,尽管其降低了分析的复杂性,但却导致了系统计算和通讯资源的浪费,特别是在NCS网络较为繁忙的情况下,还会加剧时延和丢包问题,致使系统性能恶化。实际工程中,传感器到控制器或控制器到执行器之间的数据传输仅应发生在关联信息需要被传输的时刻。因此,如何在确保系统性能满足并安全工作的前提下,尽可能传输少的采样数据,便成为当前NCS容错研究中面临的重要问题。鉴于此,本文通过引入离散事件触发通讯机制,针对具有时变时延的NCS,考虑参数不确定性和更一般的执行器失效故障,采用状态反馈策略,借助Lyapunov稳定性理论、改进的Jensen不等式及LMI,引入区域极点下的α-稳定、H∞及H2等多个控制目标约束,研究了离散事件触发不确定NCS鲁棒容错控制问题,并给出了NCS容错控制器与通讯触发参数协同设计的方法。具体内容如下:1)建立基于离散事件触发的闭环故障NCS模型针对具有时变时延的NCS,考虑参数不确定性和更一般的执行器故障情形,采用状态反馈策略,将NCS的网络属性、故障模式及触发条件统一在一起,建立了离散事件触发的闭环故障NCS模型。2)离散事件触发的不确定NCS鲁棒容错控制研究基于离散事件触发通讯机制,针对具有时变时延的NCS,考虑参数不确定性和更一般的执行器失效故障,基于状态反馈策略,利用Lyapunov稳定性理论、改进的Jensen不等式等,推证出事件触发不确定NCS的鲁棒完整性、鲁棒∞容错、鲁棒广义H2/H∞容错的时滞/事件依赖的少保守性充分条件,并以求解LMIs的方式给出了容错控制器与触发参数协同设计的方法。3)离散事件触发的不确定NCSα-稳定鲁棒满意容错控制研究在α-稳定约束下,基于离散事件触发通讯机制,针对具有时变时延的NCS,考虑参数不确定性和更一般的执行器失效故障,基于状态反馈策略,利用Lyapunov稳定性理论、改进的Jensen不等式等,推证出事件触发不确定NCS具有α-稳定鲁棒容错、鲁棒H∞容错、鲁棒广义H2/H∞容错的时滞/事件依赖的少保守性充分条件,并以求解LMIs的方式给出了容错控制器与触发参数协同设计的方法。4)控制器设计的正确、有效性验证及触发参数对通讯资源占用及系统性能的影响分析对于上述研究结论,文中以算例进行了仿真研究,结果表明文中所述方法不仅能确保系统稳定的运行,而且可有效地节约网络通讯资源,即可在系统性能与通讯资源占用上进行折中平衡,从而实现兼顾QOS和QOC的对NCS容错控制器与通讯资源占有率进行协同设计的目标。多目标约束条件的引入,还进一步提高了NCS的容错满意度。此外,由于文中证明过程未引入自由权矩阵,而是采用改进的Jensen不等式来处理一些积分项,使得结论的保守性和计算复杂度有所降低,进而为求解高满意度的容错控制器提供更为宽泛的求解空间和设计便利。
其他文献
作为无线电能传输系统重要分支,感应耦合电能传输(inductively coupledpower transfer,ICPT)技术通过空间电磁耦合以非接触的形式将电能从固定电源传输给一个或多个移动负载。ICPT系统宽功率的应用以及高效率的能量传输是ICPT技术迫不及待的发展趋势。本文以多功率等级的多种家电设备在ICPT系统通用能量供电平台高效率稳定运行为目标来实现系统工作频率和效率的自适应控制。旨
随着对人类对多传感器系统信息智能化要求的不断提高,多传感器信息融合技术越来越受到人们的关注。单传感器获得的信息非常有限,它获得的是片面的、局部的环境特征信息,多传感器
高速铁路由于其自身复杂的供电系统和电力机车多变的运行工况导致其自身产生严重的谐波、负序电流和电压波动等电能质量问题,这将严重威胁着高速铁路牵引网和牵引供电系统的安
心脏疾病危害着人类的健康,威胁着人们的生命,因此人们也一直致力于对心脏疾病的分析研究。人们对心脏疾病的诊断主要是以心电信号中的一系列波形的幅值和间期等一些信息作为
分数阶微积分出现了300多年,许多学者对分数阶微积分做了研究。由于利用分数阶理论对系统建模能够更准确的反应系统的动力学特性,因此分数阶微积分被广泛应用到了交通、军事
太阳能光伏发电是新能源应用的重要组成部分,具有良好发展前景,得到广泛关注。对光伏发电系统施以最大功率点跟踪控制,可以使系统的输出功率始终保持最大功率输出,是提高系统整体效率的主要手段。最大功率点跟踪控制通常利用阻抗匹配原理,采用DC/DC电路连接光伏组件和负载,通过调节DC/DC电路中开关器件的开关频率,实现阻抗匹配,达到最大功率传输的目的。国内外学者对光伏发电最大功率点控制技术作了大量的研究,先
脉搏信号是一种常见的生理信号,其蕴涵着丰富的人体生理病理信息,在中医中常被称为脉象信息。在传统的脉象研究中,主要依靠医生的主观感觉来分辨脉象,脉象的识别和诊断缺乏客观性,这影响了脉搏诊断的准确性和可行性,成为脉诊发应用中的制约因素。随着科学技术发展和应用,以及生物医学、数学、生物力学、生物物理学、计算机技术等向中医领域渗透,脉诊客观化逐渐成为研究亟待解决的问题。其问题的关键在于如何建立合理的科学检
学位
印刷体字符识别技术发展的越来越成熟,在现代社会中的应用越来越广,但是低质量印刷体字符的识别依然是印刷体字符识别技术发展的瓶颈。本文分析了低质量印刷体字符识别过程中
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition,监控和数据采集)系统是基于计算机过程控制与调度自动化系统。它实现对工业生产现场的设备进行监视与控制,并对实时数据进行采集与分析、控制现场设备运行、进行异常报警等功能。SCADA系统可应用于电力、石油、化工、冶金等诸多领域,特别是在电力行业中应用最为广泛和成熟。随着变电站对SCADA系统依赖性的增加,系统