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非线性网络控制系统故障检测和控制器协同设计 预览
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作者 陆诗敏 金朝永 罗俊玉 《佛山科学技术学院学报:自然科学版》 CAS 2019年第2期45-53,共9页
针对一类具有随机丢包的扇区非线性的离散网络控制系统,在系统存在外部干扰情况下,研究一种故障检测与控制器的协同设计策略。将传感器到控制器通道和控制器到执行器通道的随机丢包建模为两种不同的相互独立的伯努利分布的白噪声序列,... 针对一类具有随机丢包的扇区非线性的离散网络控制系统,在系统存在外部干扰情况下,研究一种故障检测与控制器的协同设计策略。将传感器到控制器通道和控制器到执行器通道的随机丢包建模为两种不同的相互独立的伯努利分布的白噪声序列,设计基于观测器的故障检测滤波器产生残差信号,采用李雅普诺夫方法,给出并证明当不存在外部干扰时离散网络控制系统均方指数稳定,且当存在干扰情况下具有性能指标的充分条件。将离散非线性网络控制系统的控制器和故障检测滤波器的参数求解转化为线性矩阵不等式(LMI)的凸优化问题,确保残差和故障估计误差尽可能小,最后仿真结果验证了方法提出的有效性。 展开更多
关键词 网络控制系统 随机丢包 扇区非线性 线性矩阵不等式 故障检测滤波器 控制器
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存在双通道丢包的不确定网络控制系统鲁棒滑模控制 预览
2
作者 张驭 任立通 +2 位作者 谢寿生 张乐迪 周彬 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第4期881-892,共12页
针对一类同时存在传感器-控制器以及控制器-执行器丢包的网络控制系统,提出了一种鲁棒滑模控制算法。首先,基于随机Bernoulli建模方法建立了丢包系统模型。在此基础上提出了一种具有丢包补偿项的鲁棒滑模面,以及基于干扰上界的趋近率滑... 针对一类同时存在传感器-控制器以及控制器-执行器丢包的网络控制系统,提出了一种鲁棒滑模控制算法。首先,基于随机Bernoulli建模方法建立了丢包系统模型。在此基础上提出了一种具有丢包补偿项的鲁棒滑模面,以及基于干扰上界的趋近率滑模控制器,并应用Lyapunov稳定性分析方法,分析了系统滑动模态的稳定性以及控制器的到达条件。仿真结果表明,所设计的控制器能够有效抑制双通道数据丢包对系统性能的影响,同时对非匹配不确定性和外部干扰具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 网络控制系统 滑模控制 数据丢包 不确定性
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改进广义预测算法的NCS时延补偿 预览
3
作者 时维国 闫小宇 王家胜 《计算机与数字工程》 2019年第1期111-114,121共5页
针对传统广义预测控制算法在以太网网络控制系统中存在的计算量大、系统复杂、实时性不足等缺点,文中采用了一种基于最小方差控制的广义预测控制算法,避免了Diophantine方程的求解,减少了计算时间,保证了网络控制系统的实时性。实验仿... 针对传统广义预测控制算法在以太网网络控制系统中存在的计算量大、系统复杂、实时性不足等缺点,文中采用了一种基于最小方差控制的广义预测控制算法,避免了Diophantine方程的求解,减少了计算时间,保证了网络控制系统的实时性。实验仿真表明,改进的广义预测控制算法能够很好地补偿时延对系统性能的影响,提高了系统的控制精度。 展开更多
关键词 网络控制系统 网络时延 广义预测算法 最小方差控制
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网络化控制系统的安全威胁分析与防护设计 预览
4
作者 陆卫军 黄文君 +1 位作者 章维 陈银桃 《自动化博览》 2019年第2期60-65,共6页
针对网络化控制系统在策略和程序、产品设计与开发、项目应用配置等方面的脆弱性,本文对系统中典型的安全威胁进行了分析,主要包括了态势感知、网络攻击以及工控系统的定向攻击。以内建安全为核心,本文还通过控制内核自主可控、嵌入式... 针对网络化控制系统在策略和程序、产品设计与开发、项目应用配置等方面的脆弱性,本文对系统中典型的安全威胁进行了分析,主要包括了态势感知、网络攻击以及工控系统的定向攻击。以内建安全为核心,本文还通过控制内核自主可控、嵌入式平台可信增强、容错架构和系统自愈等关键技术构建了一套网络化控制系统深度安全体系架构,从而提高系统生命周期的安全性、可靠性以及可用性。本文最后还介绍了Achil es通信健壮性认证和ISASecure安全认证两类工业控制系统产品安全认证体系。 展开更多
关键词 网络化控制系统 安全威胁分析 安全防护设计 内建安全 深度安全体系架构
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具有双输入时滞的网络控制系统稳定性的改进结果 预览
5
作者 曾德强 石勇国 +1 位作者 张瑞梅 钟守铭 《四川大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第3期462-468,共7页
本文研究具有双输入时滞的网络控制系统的稳定性.本文首先把整个时滞区间划分为三个子区间并构造了一个新的Lyapunov泛函,该泛函可以充分利用所有时滞的信息.然后本文运用Wirtinger不等式得到了网络控制系统全局渐近稳定的充分判据.仿... 本文研究具有双输入时滞的网络控制系统的稳定性.本文首先把整个时滞区间划分为三个子区间并构造了一个新的Lyapunov泛函,该泛函可以充分利用所有时滞的信息.然后本文运用Wirtinger不等式得到了网络控制系统全局渐近稳定的充分判据.仿真算例验证了结果的有效性.同已有结果相比,本文的结果的保守性更低. 展开更多
关键词 稳定性 网络控制系统 LYAPUNOV泛函 双输入时滞
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基于某型火箭炮的网络化巡飞弹发射实现 预览
6
作者 李晓光 董浩 +2 位作者 马汝冰 马晓飞 杨丹 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2018年第12期154-157,共4页
为了满足某型火箭炮能够发射无控弹、网络化巡飞弹的要求,提出了一种基于某型火箭炮的火控系统改进方案及实现。介绍了所采用的共架发射技术、原火控系统和改进后火控系统的组成、硬件的安全性设计和网络化巡飞弹的发射流程。在实际的... 为了满足某型火箭炮能够发射无控弹、网络化巡飞弹的要求,提出了一种基于某型火箭炮的火控系统改进方案及实现。介绍了所采用的共架发射技术、原火控系统和改进后火控系统的组成、硬件的安全性设计和网络化巡飞弹的发射流程。在实际的实验中该系统能够稳定、安全、可靠地完成无控弹和网络化巡飞弹的发射任务,对某型火箭炮火控系统改进具有一定的实际意义。 展开更多
关键词 火箭炮 无控弹 网络化巡飞弹 火控系统
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基于事件触发的执行器饱和NCS容错控制 预览
7
作者 尚秋冬 赵立英 +1 位作者 白敬 郭树理 《计算技术与自动化》 2018年第3期1-8,共8页
针对具有网络时延和执行器部分故障的网络化控制系统,考虑系统模型可能具有的参数不确定性以及未知扰动,研究执行器饱和时的稳定性问题。对网络时延提出离散事件触发机制,执行器部分故障采用故阵矩阵方式,饱和项采取线性凸包法,由... 针对具有网络时延和执行器部分故障的网络化控制系统,考虑系统模型可能具有的参数不确定性以及未知扰动,研究执行器饱和时的稳定性问题。对网络时延提出离散事件触发机制,执行器部分故障采用故阵矩阵方式,饱和项采取线性凸包法,由此推证出了闭环系统模型。构造Lvapunov泛函,得出闭环系统在吸引域内达到稳定的充分必要条件,由此得到相应控制器的设计方法。利用仿真证明上述对系统的处理确实可以使系统达到渐近稳定,而事件触发机制也确实可以减少数据量的传输。 展开更多
关键词 网络化控制系统 执行器饱和 离散事件触发机制 容错控制
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资源受限系统的灰色神经网络变采样调度算法
8
作者 时维国 王力 邵城 《系统仿真学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期1272-1278,共7页
针对资源受限的网络控制系统,提出一种灰色RBF神经网络预测带宽的变采样周期调度算法。根据监测周期内历史和当前的网络带宽值,构造不同长度的原始时间序列,运用灰色预测方法得出不同的网络带宽预测数据,以灰色预测带宽数据作为RBF神经... 针对资源受限的网络控制系统,提出一种灰色RBF神经网络预测带宽的变采样周期调度算法。根据监测周期内历史和当前的网络带宽值,构造不同长度的原始时间序列,运用灰色预测方法得出不同的网络带宽预测数据,以灰色预测带宽数据作为RBF神经网络的输入,实现网络带宽的二次预测,确保网络带宽预测值能够真实反映网络的实际情况,以绝对误差积分参数为依据进行网络资源的动态分配,实时调整控制回路的采样周期。与固定采样周期EDF调度算法相比,仿真结果表明该灰色RBF神经网络预测的变采样周期调度算法具有更好的系统的控制性能及稳定性。 展开更多
关键词 灰色预测 RBF神经网络 网络带宽 变采样周期 网络控制系统
滚筒输送线网络化控制系统研究 预览
9
作者 薛志强 游有鹏 《机械与电子》 2018年第3期52-54,60共4页
针对滚筒输送线系统的参数化设计需求,引入网络化控制,采用分层结构的思想对控制系统架构重新设计,明确了各层的功能及接口,分析了系统搭建的具体流程。对滚筒输送线的模块实体进行建模,选用图形数据结构来存储模块之间的联接关系... 针对滚筒输送线系统的参数化设计需求,引入网络化控制,采用分层结构的思想对控制系统架构重新设计,明确了各层的功能及接口,分析了系统搭建的具体流程。对滚筒输送线的模块实体进行建模,选用图形数据结构来存储模块之间的联接关系,通过对图形进行深度优先遍历,获得输送线从多入口到多出口的路径,作为控制器路径选择的依据;给出了基于以太网构建网络化控制系统的方案,设计了基于TCP/IP协议栈的主从站之间的通信消息结构和消息解析算法。研究表明,该方案可以快速灵活地搭建较为复杂的、个性化的输送线系统,实现参数化设计,可以满足实际应用的需要。 展开更多
关键词 滚筒输送线 网络化控制系统 分层架构 图形结构
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基于改进型Smith预估器的同步施工网络控制系统 预览
10
作者 卞永明 杨濛 +1 位作者 方晓骏 崔微微 《振动.测试与诊断》 CSCD 北大核心 2018年第5期965-973,1081共10页
根据同步施工网络控制系统的控制原理,分析了时变、随机和不确定的网络时延对同步误差控制所产生的影响。针对传统Smith预估器用于多被控对象同步控制时存在的缺陷与不足进行了分析,提出了一种改进型Smith预估器,实现了对网络时延、被... 根据同步施工网络控制系统的控制原理,分析了时变、随机和不确定的网络时延对同步误差控制所产生的影响。针对传统Smith预估器用于多被控对象同步控制时存在的缺陷与不足进行了分析,提出了一种改进型Smith预估器,实现了对网络时延、被控对象纯滞后因子以及同步误差控制器的多重Smith预估补偿,将其从内部反馈回路中彻底消除,预估模型无需预估与在线测量其大小与变化规律。通过基于控制器局域网络(controller area network,简称CAN)的盾构管片拼装机同步网络控制系统,对常规比例积分微分(proportion integral derivative,简称PID)同步网络控制和基于改进型Smith预估器的PID同步网络控制性能进行了仿真对比分析,并通过实验进行了验证。结果表明,常规PID网络控制同步误差为一3?3 mm,基于改进型Smith预估器的PID网络控制同步误差为一1.5?1.5 mm,后者可显著提高同步施工网络控制系统的同步控制性能与精度。 展开更多
关键词 SMITH预估器 多被控对象 网络时延 同步误差 网络控制系统
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基于改进BP网络的网络控制系统建模与仿真
11
作者 李世峰 邱占芝 +1 位作者 樊丽萍 赵丽娜 《系统仿真学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期2279-2287,共9页
针对网络化控制系统中时延模型和被控对象模型均未知的情况,研究了一类基于改进BP网络的网络化预测控制系统。针对BP网络隐含层节点数求取问题,提出了一种快速求取方法。针对BP网络局部最优问题,提出了一种混合学习方法。在上述算法的... 针对网络化控制系统中时延模型和被控对象模型均未知的情况,研究了一类基于改进BP网络的网络化预测控制系统。针对BP网络隐含层节点数求取问题,提出了一种快速求取方法。针对BP网络局部最优问题,提出了一种混合学习方法。在上述算法的基础上,提出了一种离线BP网络模型用于应对时延预测问题。针对网络化控制系统中的线性和非线性控制问题,设计了基于在线BP网络的单步预测控制器。仿真结果表明:系统在运行速度、时延预测、线性和非线性控制方面均具有良好的性能。 展开更多
关键词 网络化控制系统 BP网络 时延预测 遗传算法 线性被控对象 非线性被控对象
带有执行器故障和分布时滞的网络控制系统容错H∞控制 预览
12
作者 刘斌 周贺 +1 位作者 李玉龙 崔洋洋 《化工自动化及仪表》 CAS 2018年第5期348-352,共5页
考虑带有执行器故障和分布时滞的网络控制系统(NCSs),研究了一类鲁棒容错H∞控制器的设计问题。首先,把通信网络中的时延和丢包现象处理为等效时滞,再结合执行器的故障矩阵,建立闭环控制系统。然后,根据Lyapunov稳定性理论,得到保证闭... 考虑带有执行器故障和分布时滞的网络控制系统(NCSs),研究了一类鲁棒容错H∞控制器的设计问题。首先,把通信网络中的时延和丢包现象处理为等效时滞,再结合执行器的故障矩阵,建立闭环控制系统。然后,根据Lyapunov稳定性理论,得到保证闭环NCSs渐近稳定的容错H∞性能判据;利用线性矩阵不等式技术(LMI),给出控制器参数的求解方法。最后,仿真验证了所提控制器设计方法的有效性。 展开更多
关键词 网络控制系统 执行器故障 分布时滞 容错H∞控制器 线性矩阵不等式
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网络化控制系统改进事件触发机制与 L ∞ 控制协同设计研究 预览
13
作者 李富强 郜丽赛 张益维 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第8期2492-2497,共6页
研究了网络诱导延时和外部干扰约束下,网络化控制系统的改进事件触发机制与 L ∞控制协同设计策略。为了克服相对(绝对)事件触发机制在系统接近(远离)平衡点运行时数据发送率较高的局限,提出了综合利用状态相关信息和状态无关信... 研究了网络诱导延时和外部干扰约束下,网络化控制系统的改进事件触发机制与 L ∞控制协同设计策略。为了克服相对(绝对)事件触发机制在系统接近(远离)平衡点运行时数据发送率较高的局限,提出了综合利用状态相关信息和状态无关信息的改进事件触发机制,其能够在系统整体运行期间获得较低数据发送率;然后,建立了同时刻画事件触发机制和网络诱导延时影响的闭环时滞系统模型,得到了系统最终有界稳定的充分条件,给出了事件触发机制与控制器的协同设计方法,比要求控制器预先给定的两步设计方法更方便。最后,仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 网络化控制系统 事件触发机制 网络诱导延时 协同设计 最终有界稳定
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基于事件触发的NCS鲁棒H∞保性能控制 预览
14
作者 胡潇达 刘延泉 张华 《通信技术》 2018年第1期101-105,共5页
研究了一类基于事件触发机制的时变时滞网络控制系统的鲁棒H∞保性能控制问题。首先,针对具有时变时延的网络控制系统,为了有效降低网络通信信道中数据的传输量,建立了包含事件触发机制的系统模型。其次,结合Lyapunov稳定性定理,运用Jen... 研究了一类基于事件触发机制的时变时滞网络控制系统的鲁棒H∞保性能控制问题。首先,针对具有时变时延的网络控制系统,为了有效降低网络通信信道中数据的传输量,建立了包含事件触发机制的系统模型。其次,结合Lyapunov稳定性定理,运用Jensen积分不等式和互逆凸组合的处理方法进行稳定性分析,得到了保守性更小的稳定性判据,并结合锥补线性化算法为系统设计了鲁棒H∞保性能控制器。最后,编程和仿真典型的数值实例,并分析其所得结果,从而验证了所使用方法的有效性。 展开更多
关键词 网络化控制系统 离散事件触发机制 区间时变时滞 鲁棒控制
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具有时延和丢包的网络化切换系统控制研究
15
作者 刘义才 刘斌 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第8期1482-1489,共8页
针对一类带有从传感器到控制器和控制器到执行器的双边随机网络诱导时延和数据丢包的网络控制系统,首先采用增广矩阵的方法建立了参数不确定性的离散时间切换系统模型,然后基于模型依赖的平均驻留时间切换系统的分析方法,给出了系统状... 针对一类带有从传感器到控制器和控制器到执行器的双边随机网络诱导时延和数据丢包的网络控制系统,首先采用增广矩阵的方法建立了参数不确定性的离散时间切换系统模型,然后基于模型依赖的平均驻留时间切换系统的分析方法,给出了系统状态满足指数稳定的条件,接着进一步的建立了系统状态指数衰减率和任意丢包率的定量关系。最后分别对开环稳定和不稳定的控制对象进行了数值仿真,其结果验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 网络控制系统 模型依赖平均驻留时间 切换系统 网络诱导时延 丢包
基于观测器的时延网络控制系统镇定
16
作者 蒉秀惠 高志宏 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第8期1490-1496,共7页
研究了具有时延的网络控制系统的镇定控制器设计问题。首先,用2个独立的Markov链分别描述传感器至控制器时延及控制器至执行器时延,构造了状态观测器并建立了闭环系统模型。然后,在传感器至控制器时延及控制器至执行器时延的转移概率均... 研究了具有时延的网络控制系统的镇定控制器设计问题。首先,用2个独立的Markov链分别描述传感器至控制器时延及控制器至执行器时延,构造了状态观测器并建立了闭环系统模型。然后,在传感器至控制器时延及控制器至执行器时延的转移概率均部分未知的情况下,得到了镇定控制器存在的充要条件,并给出了控制器及观测器增益矩阵的求解方法。最后,通过实例仿真验证了不稳定被控对象在这所设计的控制器作用下可以实现镇定。 展开更多
关键词 MARKOV链 观测器 转移概率矩阵 网络控制系统
时变时延网络化控制系统的镇定
17
作者 杨蒙蒙 钱伟 李冰锋 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期313-318,共6页
为研究时变时延网络化控制系统的镇定问题,针对系统中出现的时变时延现象给系统带来的不利影响,基于Lyapunov稳定性理论,充分利用时滞的下界信息构造具有三重积分项的Lyapunov泛函,同时应用凸组合的技巧得到保守性更小的稳定性判据;并... 为研究时变时延网络化控制系统的镇定问题,针对系统中出现的时变时延现象给系统带来的不利影响,基于Lyapunov稳定性理论,充分利用时滞的下界信息构造具有三重积分项的Lyapunov泛函,同时应用凸组合的技巧得到保守性更小的稳定性判据;并在此基础上设计状态反馈控制器,综合利用了积分不等式和自由权矩阵的方法,给出控制器的存在性条件以及具体形式;仿真结果显示了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 网络控制系统 时变时延 积分不等式 LYAPUNOV泛函
网络控制系统时变采样周期的建模与切换控制 预览 被引量:1
18
作者 刘义才 刘斌 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第1期208-212,共5页
针对具有双边随机时延和丢包的网络控制系统,采用了主动时变采样周期的方法,利用事件和时间驱动相结合方式,传感器的采样周期可实时地跟随网络延时和丢包的变化而改变,克服了长时延和数据包错序的问题。然后将系统建立为统一的切换系统... 针对具有双边随机时延和丢包的网络控制系统,采用了主动时变采样周期的方法,利用事件和时间驱动相结合方式,传感器的采样周期可实时地跟随网络延时和丢包的变化而改变,克服了长时延和数据包错序的问题。然后将系统建立为统一的切换系统模型,结合基于平均驻留时间的方法,给出了系统状态满足指数稳定的条件,并且描述了其指数衰减率和丢包率之间的定量关系。最后通过数值例仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 网络控制系统 变采样周期 切换系统 网络诱导时延 丢包
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基于双通道网络补偿的永磁同步电机预测控制器 预览
19
作者 张艳 温馨 +1 位作者 胡继宝 王晓玲 《上海海事大学学报》 北大核心 2017年第1期84-89,共6页
为实现永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)的有效控制,利用PMSM的线性化模型,采用一种基于柔化控制增量策略的快速广义预测控制算法设计PMSM转速控制律.根据历史时刻的预测控制向量和预测输出向量设计一种双通道... 为实现永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)的有效控制,利用PMSM的线性化模型,采用一种基于柔化控制增量策略的快速广义预测控制算法设计PMSM转速控制律.根据历史时刻的预测控制向量和预测输出向量设计一种双通道网络补偿算法,对前向通道和反馈通道中的网络时延和数据丢包进行补偿.针对因网络时延和数据丢包导致的辨识信息缺失问题,提出一种网络广义预测自校正算法来提高系统的鲁棒性.仿真结果表明,网络预测控制器能够对网络时延和数据丢包进行有效的补偿,极大地改善PMSM网络控制系统的性能. 展开更多
关键词 网络控制系统 永磁同步电机 广义预测控制 双通道网络补偿
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基于事件触发机制的NCS主被动混合鲁棒H∞容错控制 被引量:1
20
作者 王君 李淑真 李炜 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2017年第2期144-152,共9页
研究了在离散事件触发机制(DETCS)条件下,网络化控制系统(NCS)的主被动混合鲁棒H∞容错控制设计方法.针对具有时变时延的不确定线性NCS,在受到外部有限能量扰动的影响下,基于离散事件触发通讯机制,分别设计了正常控制器和被动鲁棒H∞容... 研究了在离散事件触发机制(DETCS)条件下,网络化控制系统(NCS)的主被动混合鲁棒H∞容错控制设计方法.针对具有时变时延的不确定线性NCS,在受到外部有限能量扰动的影响下,基于离散事件触发通讯机制,分别设计了正常控制器和被动鲁棒H∞容错控制器:正常控制器使系统正常运行时能具备良好的动态性能;而当系统发生故障时,通过瞬态切换函数切换至被动鲁棒H∞容错控制器,确保系统在已知故障发生时不仅稳定而且具有一定的H∞扰动抑制性能,未知故障发生初期减缓系统性能下降速度.同时,设计了鲁棒H∞故障检测观测器,实时检测故障,利用自适应补偿控制消除未知故障对系统的影响.最后通过仿真算例验证了所提方法的可行性. 展开更多
关键词 网络化控制系统离散事件触发机制混合鲁棒容错 H∞控制系统扰动抑制
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