资源受限下网络控制系统的分布式事件触发控制研究

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  《资源受限下网络控制系统的分布式事件触发控制研究》是依托华南理工大学,由黎善斌担任项目负责人的青年科学基金项目。

  分布式事件触发控制,即基于事件触发采样的分布式控制,能够根据被控对象的真实运行状况动态地调整采样和控制的更新周期,从而在节能降耗方面更院姜采具优越性,将为资源受限下网络控制系统的分析和综合提供一个崭新的解决框架。然而,分布式事件触发控制的引入,将使网络控制系统面临着稳定性和能效性两方面的设计要求,将给系统的建模、分析和设计带来更大挑战。为此,本项目将以图论方法刻画子系统间的物理耦合和信息关联,以事件触发通信方式传输子系统间的关恋习欠戏联信息,融合网络延时、丢包等多种不确定因素建立系统模型;以Lyapunov方法建立起输入量与系统局部和全局稳定(包括指数渐近稳定、一致渐近稳定等)之间的量化关系;以凸优化方法给出分布式控制器与触发事件的存在条件;以信息调度算法避免事件触发通信过程的信息碰撞和拥塞;采用双小车系统作为仿真实验平台来验证理论的有效性。

  事件触发控制能够根据被控对象的真实运行状况动态地调整采样和控制的更新周期,从而在节能降耗方面更具优越性,将为资源受限下网络控制系统的分析和综合提供一个崭新的解决框架。针对资源受限下网络控制系统的事件触发控制研究中的若干关键问题,项目组从建模、稳定性分析、设计、仿真与验证等五个方面展开深入的研究,取得如下主要成果: 1、针对网络控制系统的复杂性建模,提出了马尔可夫跳变系统理论框架下具有随机丢包、时延、有限带宽的网络控制系统的建模及统一建模方法;进一步,提出了基于时滞模型的事件触发控制系统的建模方法。 2、针对网络控制系统中的随机丢包、时延的马尔可夫跳变概率存在不确定、前向通道和反馈通道同时具有数据包丢失等情况下,在试糊举马尔可夫跳变系统理论框架下,分别研究了网络控制系统的输出反馈控制、保性能控制、H∞控制、H2/H∞控制等问题。 3、针对线性参数时变系统中参数的准确值未知,而仅仅参数的估计值已知的情况,研究了线性参数时变系统的事件触发器与控制器协同设计问题。针对混合型事件触发条件中的附加阈值将无法保证闭环系统的渐进稳定性条件,通过引入混合型事件触发条件,研究了不确定线性参数时变系统的一致最终有界事件触发控制问题。进一步,针对具有网络延时的离散线性参数时变系统的H∞事件触发控制,在时滞系统理论框架下,给出了确保混合型事件触发下控制系统的全局一致最终有界条件以及最终界的解析表达式。 4、设计并构企禁境建了无线灯光节点,基本实现了基于网络的智奔霸拜霸能灯光控制系统的测试平台硬件搭建。该平台最显著的特点在于采用被动红外传感器去感知目标物体,当感知到目标物体存在或消失时,以事件触发的方式开启或关闭灯光照明,从而汗页立比传统的一直常亮的灯光照明系统在能耗方面更具有优势。 上述研究成果系统地给出了资源受限下网络控制系统的事件触发控制巩柜的基础理论和方法,构建了实验验证的手段和仿真的物理平台。 项目组共发表(录用)学术论文10篇,其中SCI(待)收录6篇,EI(待)收录8篇;申请发明专利4项。项目组成员参加国际学术会议7人次。项目组已按时顺利、圆满地完成了计划书中的研究内容,达到了预期研究目标。

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