基于事件触发通讯的资源受限网络控制系统分析和协同设计研究

基本信息
批准号:61573136
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:李祖欣
学科分类:
依托单位:湖州师范学院
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王燕锋,陈惠英,钱懿,沈英,徐雍,杨配劼,周可霞,庄秀丽
关键词:
调度策略分布式控制信道与反馈协同设计调度与控制协同设计
结项摘要

Since the event-triggering conditions fail to fully consider network characteristics and performance index in resource-constrained networked control systems (NCSs) based on event-triggered control, the event-triggered communication and control strategy co-design are certainly limited in practice. In this project, the event-triggered communication and control co-design and its optimization methods based on the network characteristic parameters and performance index are proposed, which can make the control system achieve tradeoff and optimization between the resource-constrained conditions and control performance. The main contents are as follows:.Firstly, by analyzed internal mechanisms, the event-triggering conditions are described by a specific constraint functions set which variables consist of network characteristic parameters and performance index. Secondly, the observation and estimation methods and its stability analysis under event-triggered control are studied by adopting system model of event-triggered control. And thirdly, some co-design methods are proposed, which is employed by Markovian jump time-delay system model, and model-based predictive control by application of quantitative system methods, respectively. Finally, the bounded dynamic optimization methods of event-triggering conditions are also investigated thoroughly. Thus the evaluation methods of the global optimal system performance can be established according to the above mentioned research scheme..The project will reveal the inherent relationship between network parameters and system performance index under event-triggered control. Some constructive results will be obtained via the model combined with the various parameters, system analysis and co-design methods. These results are beneficial to the theoretical basis for application of the resource-constrained distributed control system under event-triggered control.

目前基于事件触发的资源受限网络控制系统中触发条件设置未能充分考虑网络特性和性能指标,使得事件触发通讯和控制策略协同设计具有一定的局限性。本项目提出了基于网络特征参量和性能指标的协同设计和优化方法,使系统在通信负载、计算负荷和控制性能等方面取得折衷优化。主要研究内容包括:分析事件触发内在机理,建立融合网络特征参量及性能指标的特定约束函数集来描述事件触发条件;通过事件触发控制系统的模型描述,研究事件触发控制下的观测和估计方法及其稳定性;采用事件触发控制下的马尔科夫跳变时滞系统以及利用量化系统方法建立基于模型的事件触发预测控制,给出协同设计方法;研究事件触发参数有界动态优化方法,建立控制系统的总体性能最优的评价体系。本项目将揭示在事件触发控制下网络参量与系统性能的内在关系,从而得到结合参量的模型描述、系统分析和协同设计等结果,为资源受限情况下应用事件触发的分布式控制系统奠定理论基础。

项目摘要

网络化控制系统中事件触发控制是在满足一定系统性能下的节点信息传输控制策略,即根据预设的条件来决定节点信息是否传输。事件触发通讯已被证明是减少网络传输数据的一种有效方法。本项目研究了网络化系统中事件触发机制的建模和分析、控制以及性能优化问题。给出了网络化控制系统中事件触发条件的建模和分析方法;深入研究了具有时延和丢包网络化系统的反馈控制、H∞控制、滤波设计等问题,以及网络化马尔科夫跳变系统镇定问题、容错控制、非脆弱异步控制等问题;给出了事件触发机制与控制器的协同设计、滤波器和控制器协同设计等方法;建立了基于网络化系统的一些性能指标评价和优化算法。本项目得到了一些有效的理论和算法,为基于事件触发的网络化控制系统的分析和设计开辟一些新的研究思路和解决方案,丰富现有的研究结果。研究结果在无线传感网络、多智能体系统、智能制造系统等一些领域将起到积极的意义并有广泛的应用前景。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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