11
Vol. 46 No. 11
Nov. 2018
第
期
电
子
学
报
2018
11
ACTA ELECTRONICA SINICA
年
月
通讯资源受限网络系统的非均匀采样切换控制
1,2
2
2
, ,
王宏伟 连 捷 夏 浩
( 1.
,
新疆大学电气工程学院 新疆乌鲁木齐
830046; 2.
,
大连理工大学控制科学与工程学院 辽宁大连
116024)
:
,
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
摘
要
. , ,
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
.
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
有多个子系统的非均匀采样的切换系统 利用
.
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
.
,
:
;
;
;
;
关键词
中图分类号
URL: http: / /www. ejournal. org. cn
通信资源约束 切换控制 网络控制系统 鲁棒控制 非均匀采样
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
1,2
2
2
WANG Hong-wei ,LIAN Jie ,XIA Hao
( 1. School of Electrical Engineering,Xinjiang University,Urumqi,Xinjiang 830036,China;
2. School of Control Science and Engineering,Dalian University of Technology,Dalian,Liaoning 116024,China)
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-
straints,a 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 system,the design can meet the arbitrary switching stable robust controller and
optimal dynamic scheduler. Finally,a 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
制理论把共享通信资源的调度和控制器设计结合起来
1
引言
[9 ~ 11]
.
协同一起设计网络控制系统
( NCS)
、
是一种全分布式 网络化实时
网络控制系统
,
上述两类方法就其本质而言是一致的 都是通过
, 、 、
反馈控制系统 是很多传感器 控制器 执行器和通信网
.
综合考虑网络性能和控制性能来设计控制器的 工程
,
络的集合 用共享通信网络提供设备之间的数据传输
,
, ,
实践表明 这两类方法都具有很好的可行性 但是仍存
[1,2]
.
从而实现多对象之间的资源共享和协调操作
由于
:
在不足之处 ①第一类方法将网络系统建模成离散周
,
传输物理介质的限制 许多分布式网络控制系统一般
,
期性时变系统 导致系统控制器的个数受到通信序列
[3]
[4]
,
均受到带宽资源限制 如水下声学网络
、
无线网络
, ,
周期约束 对于一个复杂的网络控制系统 往往需要多
. ,
等 目前 针对通信资源约束的网络控制系统的分析和
;
个控制器周期性切换 ②第二类方法是将网络控制系
:
设计主要集中在两个方面 ①将周期通信序列和混合
,
统转化为带约束的全局多目标联合优化问题 但是这
,
逻辑动态构架结合 将网络控制系统转化为含有资源
,
些优化问题往往不仅是多目标的 而且含有非凸优化
,
约束的控制和调度集成系统 进而利用线性矩阵不等
[5 ~ 8]
,
目标函数和非线性约束 因此这类方法往往采用离线
;
式等工具对系统的稳定性进行分析
②利用最优控
: 2017-03-23;
: 2017-12-03; :
责任编辑 孙瑶
收稿日期
修回日期
:
基金项目 国家自然科学基金
( No. 61863034,No. 61004040)
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