基于Markov跳变概率不确定模型的带宽受限网络控制系统有限时间控制

批准号:
61403258
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
邱丽
依托单位:
学科分类:
F0301.控制理论与技术
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐刚、张博、胡松钰、汪江、王燕燕、金帅、任向飞
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中文摘要
针对带宽受限导致网络控制系统在有限时间内控制性能下降与失稳问题,本项目开展带宽受限网络控制系统的Markov统一模型、Markov跳变概率不确定对系统性能的影响机制、有限时间控制方法三方面研究。采用离散有限模态Markov链刻画动态随机受限带宽,通过Markov链嵌套解耦前向/反馈通道受限带宽耦合,采用Markov特定模态描述受限带宽衍生的时延及丢包,建立带宽受限网络控制系统Markov统一模型;结合Markov跳变线性系统论及鲁棒不确定论,探索概率不确定机理,揭示跳变概率不确定影响带宽受限网络控制系统性能本质;通过推广H-Representation方法,兼顾系统动态性能,研究带宽受限网络控制系统有限时间内稳定性及镇定控制器设计,获得系统随机稳定及镇定判据。研究结果将为带宽受限网络控制系统建模提供新思路,为跳变概率选取机制提供理论依据,为实现带宽受限网络控制系统有限时间控制提供研究基础。
英文摘要
Aiming at the scientific problem of the control performance degradation or even unstability in finite time induced by the limited bandwidth of networked control systems, the Markov unified model, the selection mechanism for Markovian uncertain transition probabilities, and the finite time control method for networked control systems with limited bandwidth are focused in this project. The discrete, bounded Markov chain is applied to depict the dynamic and random characteristics of the limited bandwidth, and two mutual dependent Markov chains are adopted to describe the coupling of limited bandwidths in both forward and backward communication links. The specific modes are employed to describe the data transmission delays and packet losses induced by the limited bandwidth. Then the unified Markov model for networked control systems with limited bandwidth is constructed. The selection mechanism for Markovian uncertain transition probabilities is studied by combining with Markovian jump linear systems theory and robust uncertainty control theory, and the internal relationship between the Markovian uncertain transition probabilities and the closed-loop system performance is revealed. By the expanding H-Representation method and considering the dynamic performance, the stability analysis and controller designed in finite time are studied, and the conditions for the stability and stabilization are achieved for networked control systems with limited bandwidth. The achievements of the project are expected to enrich the modeling methodology, reveal the mechanism for Markovian uncertain transition probabilities, and provide a theoretical basis for realizing the finite time control of networked control systems with limited bandwidth.
随着计算机网络广泛应用和控制技术不断发展,越来越多闭环反馈控制应用将基于网络环境运行。网络化控制代替传统的点对点控制方式,使得信息资源得到共享,减少了系统布线,易于系统诊断和维护,提高了系统的可靠性和灵活性。然而,受限带宽的引入使得网络控制系统面临着稳定性和能效性两方面的设计要求,给系统的建模、稳定性分析及镇定控制器设计带来更大挑战。针对带宽受限导致网络控制系统在有限时间内控制性能下降与失稳问题,本项目开展了带宽受限网络控制系统的Markov统一模型、Markov跳变概率不确定对系统性能的影响机制、鲁棒控制方法三方面研究。采用离散有限模态Markov链刻画动态随机受限带宽,通过Markov链嵌套解耦前向/反馈通道受限带宽耦合,采用Markov特定模态描述受限带宽衍生的时延及丢包,建立带宽受限网络控制系统Markov统一模型;结合Markov跳变线性系统论及鲁棒不确定论,探索概率不确定机理,揭示跳变概率不确定影响带宽受限网络控制系统性能本质;通过推广H-Representation方法,兼顾系统动态性能,研究带宽受限网络控制系统有限时间内稳定性及镇定控制器设计,获得系统随机稳定及镇定判据。本项目通过揭示带宽受限机理,建立带宽受限网络控制系统的Markov统一模型,通过阐明Markov跳变概率不确定规律,揭示跳变概率不确定对带宽受限网络控制系统性能的影响机制,通过推广H表示方法,为实现带宽受限网络控制系统鲁棒随机稳定及镇定提供研究基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Controllability and Leader-Based Feedback for Tracking the Synchronization of a Linear-Switched Reluctance Machine Network
用于跟踪线性开关磁阻电机网络同步的可控性和基于领导者的反馈
DOI:10.3390/en10111728
发表时间:2017
期刊:Energies
影响因子:3.2
作者:Zhang Bo;Yuan Jianping;Pan Jianfei;Wu Xiaoyu;Luo Jianjun;Qiu Li
通讯作者:Qiu Li
Collaborative tracking control of dual linearswitched reluctance machines over communication network with time delays
时滞通信网络双线性开关磁阻电机协同跟踪控制
DOI:10.1109/tcyb.2016.2611380
发表时间:2017
期刊:IEEE Transactions on Cybernetics
影响因子:11.8
作者:Li Qiu;Yang Shi;Jianfei Pan;Bo Zhang;Gang Xu
通讯作者:Gang Xu
Tracking Control with Zero Phase-Difference for Linear Switched Reluctance Machines Network
线性开关磁阻电机网络的零相位差跟踪控制
DOI:10.3390/en10070949
发表时间:2017-07
期刊:Energies
影响因子:3.2
作者:Bo Zhang;J.F. Pan;Jianping Yuan;Wufeng Rao;Li Qiu;Jianjun Luo;Honghua Dai
通讯作者:Honghua Dai
DOI:--
发表时间:2017
期刊:深圳大学学报
影响因子:--
作者:胡松钰;吴伟;钱松;潘剑飞;邱丽
通讯作者:邱丽
DOI:--
发表时间:2015
期刊:深圳大学学报(理工版)
影响因子:--
作者:邱丽;姚凤麒;钟小品;徐刚
通讯作者:徐刚
DoS攻击下Semi-Markov跳变拓扑结构网络化协同运动系统预测控制研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:15.0万元
- 批准年份:2024
- 负责人:邱丽
- 依托单位:
随机多维攻击下变拓扑协同运动系统网络化控制研究
- 批准号:62373256
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:邱丽
- 依托单位:
网络通信受限下多工位协同运动系统随机失稳及其鲁棒镇定控制研究
- 批准号:61873170
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:邱丽
- 依托单位:
国内基金
海外基金
