This project is focused on the network-based control of a linear discrete-time plant in feedback control over a communication network with multiple communication channels, large network-induced delays and communication constraints. Firstly, given the lower and upper bounds of the network-induced delays, we plan to model the closed-loop system as an augmented system, the state of which should include not only the state of the plant but also the error between the current samples and the last available information on the sensor side. The stability and performance of the augmented system will be analyzed via appropriate Lyapunov functionals. Secondly, by modelling the network-induced delays as a poisson distribution, Lyapunov-based method will be proposed for the analysis of the closed-loop system in the presence of scheduling protocols. Next, it is desired that less conservative results will be derived by introducing developed Lyapunov functionals. Finally, the co-design of the feedback controller and the tuning parameter of scheduling protocols will be investigated. The objective of this project is to establish more complete theoretical results with respect to the time-delay approach for the analysis of networked control systems under scheduling protocols.
本项目拟利用时滞系统方法深入研究离散系统在具有多通信通道、大网络诱导时延和通信受限网络下的建模与控制问题。首先,分别采用Round-Robin、Try-Once-Discard和随机调度协议,给定网络诱导时延上下界的情况下,建立增广的闭环系统模型,其增广状态不仅要包含被控对象的状态,还要包含由调度协议导致的传感器节点当前传输值与上一次传输值的差值,通过引入合适的Lyapunov泛函进行稳定性及性能分析。其次,考虑具有泊松分布的网络诱导时延,基于以上三类调度协议,建立合理的模型并用Lyapunov方法进行分析。进一步,期望构造更为有效的Lyapunov泛函,改进以上结果的保守性。最后,考虑调度协议调节参数与控制器的联合设计问题。数值算例和仿真实验验证所得结果的有效性。本项目的研究目的是建立一套较为统一的受调度协议影响的网络控制系统的时滞系统分析理论。
本项目利用时滞系统方法深入研究了离散系统在具有多通信通道、大网络诱导时延和通信受限网络下的建模与控制问题。首先,针对离散系统在给定网络诱导时延上下界的情况下,研究了系统基于不同调度协议的建模与控制问题,建立了增广的闭环系统模型,揭示了保持闭环系统稳定的采样周期与调度协议参数、网络时延之间的关系,网络时延可以大于采样周期。其次,研究了离散系统在具有泊松分布型时延时的建模与稳定性分析问题,给出了保持系统稳定的最大时延上界与泊松分布的调节参数之间的关系,并进一步改进了以上结果的保守性。最后,研究了多回路离散网络系统的控制器与调度协议的联合设计问题。建立了一套较为统一的受调度协议影响的网络控制系统的时滞系统分析理论,所得结果以第一或通讯作者发表和录用SCI论文9篇(含2篇IEEE Transactions on Automatic Control, 3篇Automatica, 1篇ESI高被引论文),CDC、CCC等EI论文7篇,整理完成Springer专著一部,完成综述文章并投稿到Annual Reviews in Control上。并且,所得结果已被应用于网络安全、网络化遥操作机器人等,并可进一步应用于具有通信约束的空天地一体化网络系统多目标、多任务协同控制问题。
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数据更新时间:2023-05-31
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