带有网络诱导时延与数据包错序的T-S模糊广义系统的网络控制

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:henan8810
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
相对于传统的点对点形式的控制系统,网络控制系统(NCSs,Networked Control Systems)因其显著的优越性而受到越来越多的关注与研究,包括较低的成本、更高的可靠性、更优的灵活性、以及便于维护等等。但是相应的,也引起了过去不曾有过的问题,主要包括网络诱导时延和数据包错序。这两项问题在某种程度上可以干扰整个控制系统的性能,甚至是导致系统的不稳定。另一方面,相对于标准的状态空间模型,广义系统提供了一种更加具有包容性的建模方案,可以同时考虑实际中经常出现的既有微分方程又有代数方程的情形。同时,T-S模糊系统的建模方案在对非线性系统建模时,因其数学形式的简洁性以及理论上的有效性使其应用越来越广泛。因此,在T-S模糊广义系统的理论框架下,本文考虑系统组件通过网络进行通信时表现出来的网络诱导时延与数据包错序问题。为了更加有效的减少这两种问题对T-S模糊广义系统状态稳定性的影响,本文提出使用模糊DDPU模块(Network-induced Delay and Packet Disordering Processing Unit)的方案来实现这一目标。模糊DDPU模块的构造原理主要分为三步。第一部分,模糊DDPU模块使用了两个模糊前置变量,第一个模糊前置变量σ1(t)定义为执行器端接收到的第k个数据包的网络诱导时延,该模糊前置变量的变化可以体现出接收到的不同数据包的网络诱导时延的长短。同时,第二个模糊前置变量σ2(t)定义为执行器端接收到的第k和k-1个数据包的采样时刻的差值,其正负值可以体现出第k数据包是否发生错序,以及错序的程度。第二部分,在定义出模糊前置变量的基础之上,可以令模糊前置变量σ1(t)隶属于两个模糊集,分别为BIG和SMALL。类似的,可以令模糊前置变量α2(t)也隶属于两个模糊集,分别为POSITIVE和NEGATIVE。第三部分,就可以得到该模糊DDPU模块所使用的四组IF-THEN模糊规则,每一个子模糊规则都引入一个参数矩阵Gi,使用该矩阵来对接收到的控制信号u(t)进行调整,使得模块的输出会随着网络诱导时延的长短与数据包错序与否而进行调整。在T-S模糊广义系统的网络控制的背景中,李雅普诺夫泛函的类型有其特殊性,这一点主要是由系统的时变输入时延d(t)所引起的。根据网络控制系统中时变输入时延的定义d(t)=t-sk,其中sk是执行器端接收到的第k个数据包的采样时刻,那么d(t)=1,而当这一等式约束出现在广义系统时,广义系统容许性分析的复杂性使得一般形式的李雅普诺夫泛函不再适用。因此,本文构造了一种特殊形式的李雅普诺夫泛函,基于此,带有时变输入时延的T-S模糊广义系统的容许性分析与控制器设计才得以继续进行。最后,本文对两类实际物理系统进行仿真控制。第一类物理系统建模为T-S模糊广义系统,当通过网络进行控制时,介绍使用模糊DDPU模块处理网络诱导时延与数据包错序的基本流程,并得到系统的稳定状态响应。第二类柔性关节机械臂系统建模为T-S模糊状态空间系统,当通过网络进行控制时,致力于与已有文献中处理两类网络控制问题的方案相比较,仿真结果表明,本文的方法不仅能够实现一个较大的网络诱导延迟的最大允许上界,而且较选择最新数据包方案本文的方法能够使系统状态更快的稳定。
其他文献
学位
学位
学位
学位
背景室性心律失常(ventricular arrhythmia,VA)是指希氏束分叉以下的特殊传导系统或心室肌过早发生的、提前使心肌细胞除极引起的异位心搏,是临床上最常见的一种心律失常,包括室性期前收缩(简称室早)、室性心动过速(简称室速,)、心室扑动(简称室扑)和心室颤动(简称室颤)。室性心律失常可发生于正常人或各种心脏病患者,发生于无结构性心脏病患者的室性心律失常称为特发性室性心律失常(idi
黄河郑州段地处黄河中下游交汇地带,独特的地理位置决定郑州黄河水文化遗产具有历史悠久、类型多样、价值内涵丰富的特点。本文以黄河郑州段水文化遗产为研究对象,在对遗产类型与特征系统认知的基础上,尝试构建黄河郑州段水文化遗产价值评价体系,希望通过建立可操作的量化评估方法和科学的等级划分方式为黄河郑州段水文化遗产的保护利用提供基础依据。首先对国内外水文化遗产的研究现状进行了全面系统的分析,并对黄河水文化遗产
在经济全球化的情况下,全球竞争已成为白热化,纺织服装业在竞争过程中,部分企业面临非常困难的局面。作为老纺织服装业基地的汉川纺织服装业,与国内国外先进纺织服装业的竞争力相比,面临的竞争压力也越来越大。本文立足于我国纺织服装业生产大国的研究前提,以“十四五”纲要中实体经济高质量发展要求为基础,研究汉川市纺织服装业存在的问题及原因,探讨了促进汉川市向高品质纺织服装业升级转化的战略举措及政府政策建议,力求
为如期实现碳中和,面对我国能源利用率不足35%,板式换热器作为一种最常见的高效节能设备,在节能减排方面,有重要的研究价值。板式换热器的尺寸优化多在人字板的基础上,偏向于沟道的尺寸设计;板式换热器的拓扑优化还缺乏完整工况的整体设计。因此,进行了板式换热器的尺寸优化和拓扑优化。主要工作和成果如下:(1)首先对板式换热器进行尺寸优化。针对板式换热器的结构特点进行简化建模,采用遗传算法对其进行多目标优化,
广西作为以壮族为主的少数民族聚居地,文化特点突出,自然风貌独特,在经历了漫长历史演化过程中,分布着众多保存完好的传统村落,其中蕴含着丰富的历史信息和景观形式,而村落景观作为提升传统村落人居环境、凸显地域文化特色重要物质载体,在推动传统村落经济文化的发展中扮演着重要的角色。随着现代城市化进程的不断加快,依托单一农耕产业的传统村落逐渐走向衰败,大量人员外流导致文化传承断层,自然环境的破坏也使村落生态格
在国家交通基础设施中混凝土连续箱梁桥因其受力性能良好和施工方法成熟而被广泛应用。随着城市交通压力的持续增加,梁桥的宽度越来越大,因此大悬臂桥梁应运而生。它具有悬臂大、箱壁薄、腹板间距大等一些优点。大悬臂桥梁虽然可以增加车辆的通过率,缓解交通压力,但是由于其悬臂较长,当车辆在桥面的最外侧行驶时特别容易发生桥梁倾覆事故。桥梁倾覆有两个主要原因:一是在设计时对连续梁桥的横向抗倾覆能力设计不足;二是桥梁在