基于事件触发的多种通讯受限网络化控制系统的控制方法研究

基本信息
批准号:61304039
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:张长柱
学科分类:
依托单位:同济大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:尹晓川,孙妍,姚戈勇,赵辉,顾纯池
关键词:
模糊控制网络化控制系统通讯受限事件触发
结项摘要

With the further development of networked control systems, the scale and complexity of control systems augment rapidly. As a result, system nodes and the transinformation volume also increase frantically, which cause a large energy consumption and occupancy rate of the communication network. Compared with traditional control strategies based on time-sampling method, the introduction of event-triggering mechanism could effectively overcome many constraints emerged in this kind of systems, such as, communication and energy consumption and actuation capability. In this project, the novel mathematical model will be established for a class of networked control systems with various communication constraints including transmission time-delay, data packet dropouts, information quantization, and limited medium access, and the design method of the event-triggered control for such systems will also be investigated. Based on Lyapunov stability approaches, the event-triggered networked control systems will be extensively studied by utilizing time-delay system theory, stochastic system theory, switched system theory, and optimal control theory, and approaches to the co-design of event-triggering conditions and controllers will also be investigated in the context of event-triggered mode. Furthermore, the developed method will be extended to the study on stability analysis and control synthesis for a class of nonlinear networked control systems described by fuzzy models. In the project, we will finally derive some novel approaches on stability analysis and control synthesis for event-triggered networked control systems with various communication constraints, and provide the theoretical support for related projects in practice.

随着网络化控制系统的深入发展,控制系统规模、复杂程度迅速的增加。由此带来的系统节点的增多和信息传输量的增大,使控制系统节点能耗及对网络的占用率大大增加。相对于传统的时间采样控制方法,事件触发控制策略能有效的解决该类系统中通讯消耗、能源消耗和驱动能力等的限制。本项目旨在针对具有传输时延、数据丢包、信息量化和节点传输受限等多种通讯受限情况下的网络化控制系统,建立数学模型并研究系统的事件触发控制。在Lyapunov稳定性分析方法基础上,通过运用时滞系统、随机系统、切换系统和最优控制等理论对事件触发的网络化控制系统进行深入研究,探讨事件触发条件和系统控制律的联合设计方法,并利用该方法研究一类基于模糊模型的非线性网络化控制系统的分析与控制。本项目研究的最终目的是针对具有多种通讯受限的网络化控制系统,建立一套较为完整的事件触发机制下系统稳定性分析与控制率设计方法,为工程技术人员提供相关理论指导。

项目摘要

本项目针对网络环境下的控制系统,研究了多种通讯受限情况下事件触发机制与控制器、滤波器的联合设计方法。考虑到相较于线性时不变系统,模糊T-S模型更具有代表性,因此在项目执行期间重点研究了事件触发机制下模糊T-S网络化控制系统的稳定性分析与综合问题。基于分段Lyapunov函数,研究了系统网络节点通讯受限、网络诱导时滞和数据包丢失、系统执行器故障等情况下的模糊T-S网络化控制系统的稳定性分析、输出反馈控制器设计、状态估计及故障诊断等问题。本项目的宗旨是在多种通讯受限网络化控制系统模型基础上,进行事件触发机制与控制律的设计,提出新的分析设计方法,并研究事件触发机制下一类基于模糊模型的非线性网络化控制系统的分析与综合问题。基于此项目,在国际SCI期刊发表论文6篇,另有一篇IEEE Transactions汇刊系列论文也在审稿中。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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