时延网络控制系统的保性能控制研究

针对网络控制系统中存在的不确定时延，在传感器采用时间驱动，执行器与控制器采用事件驱动、时延小于一个采样周期的条件下，将网络控制系统建模为一类具有不确定性的线性离散系统并且其标称模型可控。围绕该标称模型，利用Lyapunov方法，基于相应的LMI可行解，给出网络控制系统保性能控制律的设计方法。通过仿真证明了该方法的有效性。     

连续型多输入多输出网络控制系统的稳定性研究

文章主要研究的是静态输出反馈的多输入多输出的网络控制系统,首先分析了多输入多输出网络控制系统的连续时间模型;其次,针对连续时间模型,假设当数据传输过程中,各个回路的时延是相等的且为固定的,通过分析得到了时延独立稳定结论与时延相关稳定结论;最后,通过利用Matlab线性矩阵不等式工具箱进行仿真,在给定静态输出反馈控制律增益K的情况下,得到了可以允许的最大时延上界,结果表明该方法简单、可行。     

网络控制系统诱导时延的自适应补偿研究

在网络控制系统中,网络诱导时延是造成系统性能下降甚至不稳定的基本因素.为了有效地抑制网络时延对网络控制系统性能的影响,提出了一种基于BP神经网络补偿的自适应PID控制方法,在不改变已有PID控制器控制参数的情况下,实现了对网络时延的在线自适应补偿.仿真结果表明,与传统的PID控制器比较,该方法能有效补偿网络时延的影响.     

船舶可调桨网络控制系统研究

可调螺距螺旋桨(简称可调桨CPP)控制系统是船舶推进系统的重要子系统。随着船舶推进系统在响应速度和操纵性能等方面提出的更高要求,CPP控制系统已从传统的控制系统发展到分布式的网络控制系统,而网络控制的引入必然产生不确定的网络时延。因此,本文采用支持向量机 广义预测控制 队列机制的混合控制方法设计了网络控制器。仿真结果表明,该控制算法能有效地补偿网络时延对CPP控制系统的影响,使之具有较好的稳定性和鲁棒性。     

基于数据丢包的网络控制系统的模型及稳定研究

随着互联网技术的发展,以太网逐渐被引入到工业控制领域.对于一个网络控制系统,网络带来的系统时滞和丢包是不可避免的,因此,在对网络控制系统的建模中,必需重点考虑时延和丢包的影响.研究网络控制系统的丢包模型,针对该模型用传统的PID算法对系统进行仿真实验,并分别阐述了在网络丢包情况下,控制系统的稳定性问题.     

基于广义预测控制的船舶可调桨网络控制系统研究

可调螺距螺旋桨(CPP)控制系统是船舶推进系统的重要子系统.随着船舶推进系统在响应速度、操纵性能等方面的要求不断提高,CPP控制系统已从传统的控制系统发展到分布式的网络控制系统,而网络控制的引入必然产生不确定的网络时延.因此,采用支持向量机,广义预测控制和队列机制的混合控制方法设计了网络控制器,有效地补偿网络时延对CPP控制系统产生的不利影响.     

网络环境下无人水面艇航向控制器设计

无人水面艇自主航行中受到外部环境干扰及在控制中心-执行器网络通道中存在网络诱导特性(如网络诱导时延、数据丢包等)的影响,会降低系统性能,影响航向控制系统的稳定性。为了能使无人艇按照设定航向快速、稳定地航行,提出一种基于网络的无人艇航向控制策略。首先,建立基于网络的无人艇航向控制系统模型。基于这个模型,运用Lyapunov稳定性理论和凸分析方法导出能使网络环境下无人水面艇航向控制系统渐进稳定的控制律,并设计基于网络的航向控制器。通过仿真验证所提出方法和设计控制器的有效性。     

具有不确定性的船舶航向鲁棒控制LMI方法研究

首先给出了具有不确定性的船舶航向控制系统模型,对于标称模型给出了传统PID控制器的设计结果;根据鲁棒控制器设计的LMI处理方法的相关理论,设计出满足性能指标要求的鲁棒的输出反馈控制器.仿真结果的比较,验证了该设计方法的优越性和实用性.     

网络环境下无人水面艇航向控制器设计

无人水面艇自主航行中受到外部环境干扰及在控制中心-执行器网络通道中存在网络诱导特性(如网络诱导时延、数据丢包等)的影响,会降低系统性能,影响航向控制系统的稳定性.为了能使无人艇按照设定航向快速、稳定地航行,提出一种基于网络的无人艇航向控制策略.首先,建立基于网络的无人艇航向控制系统模型.基于这个模型,运用Lyapunov稳定性理论和凸分析方法导出能使网络环境下无人水面艇航向控制系统渐进稳定的控制律,并设计基于网络的航向控制器.通过仿真验证所提出方法和设计控制器的有效性.     

船舶CPP推进系统的网络控制

可调螺距螺旋桨(Controllable Pitch Propeller,简称调距桨CPP)是船舶推进系统的主要设备。随着船舶装备的不断改进,控制系统已发展到以计算机为核心的网络控制系统。针对船舶智能推进系统优化设计的应用背景,引入网络控制技术构成分布式CPP控制系统,并采用自适应模糊逻辑调节法构成网络PI控制器,以补偿网络时延对控制系统稳定性的影响。     

网络控制系统的输出反馈保性能控制

研究了一类具有不确定时延的网络控制系统输出反馈保性能控制问题.将时延的不确定性建模为系统状态方程系数矩阵的不确定性,在输出反馈条件下,用状态观测器重构系统状态,将保性能控制问题转化为不确定离散系统的输出反馈鲁棒保性能控制问题.利用Lyapunov理论和矩阵不等式方法,得出了输出反馈保性能控制律的设计方法.仿真算例说明了设计方法的有效性.     

动态输出反馈实时网络控制系统稳定性分析

研究了以实时以太网作为控制网络的系统稳定性。针对线性时不变被控对象,基于Ethernet/IP实时工业以太网,建立动态输出反馈实时网络控制系统模型,给出了系统渐进稳定的充分条件。仿真算例说明分析方法和结果是有效可行的。     

舰船动力网络控制系统时间同步技术研究与实现

为满足舰船动力网络控制系统的实时性、时间确定性和时间同步的要求,本文对现有的网络时间协议进行了研究和分析,根据网络控制系统高实时性、短报文、简单实现以及低负载的特点,实现了一种简化的网络时间同步技术。试验结果表明,该技术能满足舰船动力网络控制系统的要求,并能为网络控制系统提供毫秒级的同步精度。     

基于Bech模型的船舶航向离散变结构控制

采用带不确定项的Bech模型可以更好地反映船舶运动的非线性特性以及不确定因素对船舶运动的影响。在Bech模型中增加不确定项，采用离散变结构控制理论设计船舶航向控制器。针对传统设计方法稳态抖振的缺点，提出一种新型的离散趋近律，可以消除传统趋近律自身参数导致的抖振。设计扰动估计器，能够自适应估计不确定因素对系统的影响，只要不确定因素的变化率有界，即可保证闭环系统的鲁棒稳定性，特别是对于幔变不确定性，具有很高的估计精度。仿真结果表明，所设计的离散变结构控制器可以快速准确地跟踪设定航向，并对参数摄动和外部干扰具有很强的鲁棒性。     

嵌入式船舶主推进控制系统设计

针对某型船调距桨形式的主推进系统,设计了一种基于CAN总线和以太网双级网络的嵌入式船舶主推进控制系统,既满足了现场数据传输实时性的要求,又满足上层监测数据的大容量传输、易于组网的需求。开发了UPS电源模块和基于ARM11的嵌入式主推进控制面板,设计了基于Linux+Qt的图形化的船舶主推进控制系统控制软件,给出了具体的软硬件实现方法。开发了PC机模拟软件,方便了调试与试验。采用嵌入式技术,各模块相互独立,容易实现模块化、网络化,具有成本低、使用灵活、界面美观等优点。