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通讯资源受限网络系统的非均匀采样切换控制

更新时间:2019-12-24 08:07:16 大小:1M 上传用户:守着阳光1985查看TA发布的资源 标签:通讯资源受限网络系统 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

针对含有通道资源受限和量化器的网络控制系统难于控制的问题,提出了基于切换原理的输出反馈控制器设计和动态调度方法.考虑到介质访问约束的影响,利用开关调度矩阵将通信受限的网络化控制系统,转化为含有多个子系统的非均匀采样的切换系统.利用Lyapunov稳定性理论推导出系统鲁棒镇定的充分条件,设计了可以满足任意切换稳定的最优鲁棒控制器和最优动态调度器.最后,通过仿真实例验证了所提出方法的有效性.


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11  
Vol. 46 No. 11  
Nov. 2018  
2018  
11  
ACTA ELECTRONICA SINICA  
讯资网络控制  
12  
2
2
, ,  
王宏伟 连 捷 夏 浩  
( 1.  
大学电学院 疆乌木齐  
830046; 2.  
理工大学控制科学与工学院 连  
116024)  
:
和量器的网络控制统难于控制问题 提出了理的输出反馈控  
, ,  
器设计考虑访问约束的影响 关调矩阵将通的网络控制转化含  
Lyapunov  
性理鲁棒设计满  
个子用  
鲁棒控制优动最后 通过仿验证了提出方的有效性  
:
;
;
;
;
关键词  
中图分类号  
URL: http: / /www. ejournal. org. cn  
约束 控制 网络控制鲁棒控制 样  
TP273 0372-2112 ( 2018) 11-2597-07  
DOI: 10. 3969 /j. issn. 0372-2112. 2018. 11. 005  
:
:
A
:
文章编号  
文献标识码  
电子学报  
Non-Uniformly Sampled Switched Control for Communication  
Resource Constrained Network Systems  
12  
2
2
WANG Hong-wei LIAN Jie XIA Hao  
( 1. School of Electrical EngineeringXinjiang UniversityUrumqiXinjiang 830036China;  
2. School of Control Science and EngineeringDalian University of TechnologyDalianLiaoning 116024China)  
Abstract: A network controller design and dynamic scheduling method based on switched principle is proposed for  
networked control systems with limited channel resource and quantizer. Considering the influence of medium access con-  
straintsa communication constrained networked control system is transformed into a non-uniformly sampled switched sys-  
tem with multiple subsystems by using the switching scheduling matrix. By using Lyapunov stability theory to derive suffi-  
cient conditions for robust stabilization of the systemthe design can meet the arbitrary switching stable robust controller and  
optimal dynamic scheduler. Finallya simulation example is given to illustrate the effectiveness of the proposed method.  
Key words: communication resource constraints; switched systems; networked control systems; robust control; non-u-  
niformly sampled  
共享和控制器设计来  
1
引言  
9 ~ 11]  
设计网络控制统  
( NCS)  
一种网络实时  
网络控制统  
过  
、 、  
反馈控制控制和通信网  
考虑网络性能和控制设计控制器的 工程  
络的合 用共享信网络之间数据传输  
, ,  
表明 的可但是存  
12]  
从而之间共享调操作  
于  
:
在不网络周  
传输物理网络控制般  
期性变系统 导致系控制器的个到通  
3]  
4]  
制 如学网络  
无线网络  
, ,  
约束 于一复杂的网络控制往往需要多  
,  
前 针约束的网络控制分析和  
;
控制期性网络控制系  
:
设计合  
转化约束优化问题 但是这  
构架网络控制转化源  
优化问题往往仅是优化  
约束控制和集成用线性矩阵等  
5 ~ 8]  
数和线性约束 往往线  
;
分析  
控  
: 2017-03-23;  
: 2017-12-03; :  
责任编辑 瑶  
收稿日期  
修回日期  
:
基金项目 国家自然科学基金  
( No. 61863034No. 61004040)  
2598  
2018  
方式解控制致系控制能  
,  
个可控制信息问题 设  
接可的 传器与控制之间存  
差  
1 ,  
约束 出了网络控制其  
12,  
本文控制方将通  
1314]  
S , ,  
在实中 对输出量进更  
c
信  
列  
, ,  
本文用输出反馈控制 即  
和量器的网络控制统为  
( s)  
v( k) = K( M ) y( k)  
p
, ,  
上可信  
( s)  
号呈现样系在  
= K( M ) Cx( k)  
p
( s)  
不确提出了一种鲁棒控制动  
= K( M ) x( k)  
σ
( 3)  
( s)  
( s)  
( s)  
,  
设计首先 关调矩阵限  
K( M  
)
K( M ) C = K( M ) .  
出反馈矩阵  
中  
器  
状态反馈为  
p
p
σ
的网络控制转化个子采  
f( ·)  
态时不对应的量  
,  
用  
Lyapunov  
性理论  
u( k) = f( v( k) )  
鲁棒设计满足任  
T
,  
鲁棒控制最后 统  
=f ( v ( k) ) f ( v ( k) )  
2
f ( v ( k) ) ]  
m
1
1
2
m
分析出了态通网  
( 4)  
鲁棒控制  
中 对器  
f ( ·)  
i
满足即  
f ( v ) =  
i
i
15]  
f ( v ) i = 12m.  
i
应的合  
i
2
提出  
( i)  
( i)  
l
( i)  
U = { ± u u  
i
=
u
l = ± 1± 2}  
( 5)  
0 < < 1.  
μ 量  
μ
l
l
i
0
1
网络控制状态空  
程为  
x( k +1) = ( A + A) x( k) + ( B + B) u( k) + Dw( k)  
( i)  
u > 0;  
0
中  
级  
μ 数  
i
i
( i)  
u
对应于一个片个片成  
U
l
i
Δ
Δ
S :  
c
数量器  
f ( ·)  
i
关系满足  
{
x =x x R u =u u R y =y …  
中  
y( k) = Cx( k)  
( i)  
( i)  
u
if ( 1 /( 1 + ) ) u v  
δ
l
l
i
i
( 1)  
( i)  
T
n
T
m
( 1 /( 1 - ) ) u v > 0  
δ
i
"
l
i
1
n
1
m
1
f ( v ) =  
i
i
T
r
0,  
if v = 0  
i
y ]  
r
R
; ABCD  
分别示系状态 出  
f ( v ) , if v < 0  
i
C  
分别矩阵 行  
i
i
d
; w  
R ,  
知扰动足  
矩阵  
( 6)  
#
= ( 1 - ) /( 1 + ) .  
δ μ  
i
T
μ
器的误差为  
i
i
w ( k) w( k) <  
; AB  
# Δ Δ 数不确的  
k = 0  
e( k) = u( k) v( k)  
( s)  
( s)  
, ,  
未知矩阵 它们界 其满足关系  
= f( K( M ) x( k) ) K( M ) x( k)  
σ
σ
A B= HF( k) E E ]  
( 2)  
" 未知矩  
分别知适维  
Δ
Δ
( s)  
1
2
=
( k) K( M ) x( k)  
( 7)  
( k) , ( k) , ( k) }  
Π Π 化  
Π
σ
×
T
α
β
F( k)  
R
F ( k) F( k) I  
满足  
中  
, ( k) = diag{  
Π  
Π
1
2
m
n ×  
× n  
× m  
β
α
β
; H  
R
E  
R
E
R
1
2
误差矩阵 式  
( 6)  
, ( k) .  
Π δ  
i
式  
δ
i
i
矩阵  
( 7)  
为  
N1  
N1  
( w)  
( k) =  
Π
( k)  
, ( k) 0,  
( k) = 1  
λ
w
λ
Π
λ
w
w
w = 1  
w = 1  
m
( w)  
N = 2 ;  
1
δ δ 的对矩阵  
i
. N  
中  
Π
i
1
( w)  
u( k)  
( k) .  
Π 矩阵Π  
控制号  
为  
( s)  
u( k) = ( I + ( k) ) K( M ) x( k)  
Π
σ
了更网络访约束 如  
数  
1
( k) : Q { 01} i = 12,  
a
义  
σ  
i
m.  
( k)  
kT  
控制信息的状  
σ  
示  
( k) = 1  
i
于通在控制器与存  
σ  
i ,  
时 表访权 获  
i
. m  
着信访问约束 入端 共  
u ( k) = u ( k) ;  
控制器信息 即  
kT  
( k)  
σ  
i
第  
= 0  
i
i
p
( 1 p  
个输信息" "  
m) ,  
m
p
器中有  
i ,  
时 表访器输的  

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