事件驱动下网络化非线性系统分析与控制

Recently, nonlinear networked control systems has been receiving increasing attention from scholars at home and abroad. Due to the increasing information transmission and the communication channel constraints in networked control systems, the research on how to design a suitable event triggering mechanism to reduce the burden of the network while maintaining the performance of the system has become a hot topic. However, event-triggered nonlinear network control systems have not been fully studied, there are still many interesting and challenging research problems that need to be solved. Based on the results of nonlinear networked control systems, to overcome the inherent flaws of event-triggering mechanism, this project will propose two-channel adaptive event-triggering mechanism and it can effectively reduce the transmission from the sensor and controller. The domination approach will be employed to investigate the analysis and synthesis of the nonlinear network control system. According to stochastic systems theory, stability theory and optimization theory, the adaptive triggering parameters are designed and the method for analysis and synthesis of the nonlinear network control system are developed. Based on the proposed theoretical approach, we will build an internet-based Network Control Experimental Platform for testing and improving the theoretical results obtained.

近年来，非线性网络控制系统的研究日益受到国内外学者的关注，针对网络控制系统中信息传输量不断增大而网络带宽有限的特点，在保证系统性能的前提下，如何设计合理的事件触发机制来有效节约带宽、减少网络负荷已成为控制领域的研究热点。然而，基于事件触发机制的非线性网络控制系统的控制综合问题，还缺乏系统的研究，尚有大量的问题需要解决。为克服传统事件触发机制固有的缺陷，本项目给出触发参数随系统状态自动调节的自适应律，设计双通道自适应事件触发机制，使之能有效减少传感器和控制器的信息发送量。建立网络环境下非线性系统的数学模型，研究事件驱动下非线性网络控制系统的分析与综合问题。基于随机系统理论、稳定性理论与优化理论的系统性能分析方法，给出自适应事件触发器的设计算法，建立较系统的非线性网络控制系统分析与综合方法。通过构建网络控制系统的实验仿真平台，检验并完善所得到的理论成果。

本项目基于事件触发机制传输策略，综合考虑网络环境、系统内在特性和事件触发机制的相互影响，建立网络环境下若干系统的数学模型，基于随机系统理论、稳定性理论与优化理论等的系统分析与设计方法，研究事件驱动下网络化系统的分析与综合问题。具体研究内容包括：.1.提出基于时间触发和事件触发随机“按需切换”的混合触发机制，所提出的混合触发机制结合了时间触发机制和事件触发机制的优点，使之能有效减少传感器和控制器的信息发送量，缓解网络带宽受限带来的不利影响。.2.结合随机分析理论和传统控制系统的研究方法，设计混合驱动下网络化系统的分析和控制综合方法，研究基于混合触发机制的网络化系统的建模、控制和滤波等问题。 .3.提出传感器到控制器和控制器到执行器的双通道事件触发机制，建立基于双通道事件触发的网络化系统模型，设计基于自适应事件触发机制的网络化系统的建模和控制方法研究.4.提出基于驻留概率信息的切换规则，建立基于驻留概率方法的网络化切换系统数学模型，并对网络化切换系统进行分析与设计。..相关成果：.1.课题组共发表论文23篇，其中SCI收录18篇，EI会议收录4篇；.2.课题组在项目进行期间，获国家自然科学基金面上项目1项，获得江苏省自然科学基金-面上基金2项；获得江苏省属高校自然科学研究重大项目1项；获2016年江苏省教育科学研究成果奖二等奖（排名第1）1项，获2017年度中国商业联合会科学技术奖三等奖（排名第1）1项。.3.在此期间，培养并毕业六名硕士研究生，在读六名硕士研究生。