基于网络的切换系统采样数据控制与事件触发控制

基本信息
批准号:61703286
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:刘皓
学科分类:
依托单位:沈阳航空航天大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张红梅,刘昕,原斌,刘百明,李阳,朱玉龙
关键词:
切换系统异步镇定慢切换异步切换
结项摘要

In recent years, with the development and application of network, networked control system design has become a research hot topic. Sampled-data control and event-triggered control problems of networked switched systems (NSSs) are investigated in this project. For sampled-data control problems, sampled-data control models with variable sampling intervals and multi-rate sampling periods are established respectively. The new models can be used to deal with network- induced delay, packet dropouts and disorder. By considering switching features and characteristics of network, network-based asynchronous sampled-data controllers and time-driven switching signals are designed. The impacts of switching and network on system performance are analyzed, and the relations among sampling period, network-induced delay, packet dropouts and switching signals are studied as well. For event-triggered control problems, a novel mode-dependent integral event-triggering condition is proposed, which can be used to improve the disadvantages of existing conditions. Based on this new event-triggering condition, a new event-triggered control system model is constructed, which can be utilized to deal with network-induced delay and packet dropouts. Moreover, this model can also be used to tackle the issue of packet disorder which cannot be addressed by using input-delay approach. The relations among event-triggering condition, switching rules and system performance are investigated. Finally, simulations are provided to illustrate the validity and correctness of the results obtained in this project, and a unified framework is formed to deal with the issues of sampled-data control and event-triggered control problems of NSSs.

近年来,随着网络的发展与应用,基于网络的控制系统设计已成为研究的热点。本项目针对网络切换系统,研究采样数据控制和事件触发控制问题。针对切换系统采样数据控制问题,分别建立变周期采样和多频率采样数据控制模型,新模型能够同时处理网络时延、数据包丢失和乱序问题。考虑切换的本质和网络的特性,设计基于网络的异步采样数据控制器和基于时间驱动的切换信号,深入分析切换和网络对系统性能的影响,以及采样周期、网络时延、丢包和切换信号之间的关系。针对切换系统事件触发控制问题,设计新的模态依赖积分型事件触发条件,改进现有事件触发条件的不足。在此基础上,建立新的事件触发控制模型,该模型不但能够处理网络时延和丢包,还能处理输入时滞法模型不能处理的数据包乱序的情况。深入分析事件触发条件、切换规则以及系统性能之间的关系。最后,通过仿真验证所得结果的正确性和有效性,形成完整的网络切换系统采样数据控制和事件触发控制理论体系。

项目摘要

本项目针对存在网络连接的切换系统,研究其相关控制问题。主要包括采样控制和事件触发控制,同时考虑了网络中存在的丢包、时延、量化等问题。由于网络丢包、时延的存在,可能会导致控制器和系统模态的不匹配,因此分别研究了同步切换和异步切换控制问题。此外,还考虑了采用无线网络的通讯问题。由于无线网络的存在,使得系统易于受到恶意的攻击,因此研究了相关的攻防关键问题,主要包括最优攻击设计、攻击检测器设计和安全控制器设计。最后,通过无人机的实例验证了理论的正确性和可行性。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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