基于混合触发机制的网络化关联系统的建模及控制研究

The emergence and development of networked interconnected systems show the trend of control systems being networked, distributed and node intelligentized. However, due to the synthesis effect of non-ideal network conditions and interconnections, research on networked interconnected systems is more complex than the research on traditional networked control systems or interconnected systems. Up to now, there still have been many unsolved problems in modeling and control of the systems. Based on the hybrid-triggering scheme, this project will study the modeling, analysis and control problems of networked interconnected systems. The proposed hybrid-triggering scheme combines the advantages of time-triggering scheme and event-triggering scheme, it can minimize data transmission frequency and then alleviate the burden of the network bandwidth. Considering the synthesis effect of network, interconnection and hybrid-triggering scheme, a more general networked interconnected system model is built and the corresponding stability analysis method and control synthesis technique are proposed. The obtained theory results can be proved and improved by the built networked interconnected system platform. This project will reveal the nature and characteristic of the networked interconnected systems and expand the study of traditional networked control systems and interconnected systems. The final purpose of the project is to provide new control theory and method in modeling, analysis and control for hybrid-triggered networked interconnected systems.

网络化关联系统的出现和发展体现了控制系统网络化、分布化以及节点智能化的发展趋势。然而，由于非理想网络状况和关联作用的影响，网络化关联系统的研究要比传统网络控制系统或关联系统的研究复杂得多。到目前为止，无论建模方法还是控制手段，都存在大量问题亟待解决。本项目基于混合触发机制策略研究网络化关联系统的分析与综合,所设计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，能最大限度减少数据包的发送频率，缓解网络带宽受限带来的不利影响。在综合考虑网络、关联和混合触发机制相互影响的前提下，本项目将研究网络化关联系统的建模问题，分析系统的稳定性和其他性能，设计和优化系统的控制策略，并通过构建的网络化关联系统实验平台检验和完善得到的理论成果。本项目将揭示网络化关联系统的本质和特征，拓展传统网络化控制系统和关联系统的研究，提供基于混合触发机制的网络化关联系统的建模、分析和控制的新方法和新理论。

随着信息与网络技术的迅速发展，在实际工程系统中形成了一类信息物理深度融合的网络化关联系统（Networked Interconnected Systems）。网络化关联系统由两个或者两个以上的相互关联的子系统构成，子系统之间以及子系统内部通过有线或无线网络进行连接并传递信息，具有规模庞大、结构复杂、地域分布广和功能多样化等特点，体现了控制系统网络化、分布化和节点智能化的发展趋势，在智能电网等系统中广泛存在。.网络化关联系统的动态性能与网络环境和拓扑结构等密切相关，其分析与控制问题研究面临重大科学挑战。而传统方法由于没有考虑网络关联的影响，存在严重的局限性。如何揭示与应对网络环境在不同尺度上对网络化关联系统控制性能的影响，是亟待解决的问题。.本项目基于混合触发机制策略，研究网络化关联系统的分析与综合，所涉及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，能最大限度减少数据包的发送频率，缓解网络带宽受限带来的不利影响。在综合考虑网络、关联和混合触发机制相互影响的前提下，本项目研究了网络化关联系统的建模问题，分析了系统的稳定性和其他性能，设计和优化了系统的控制策略。通过本项目的实施，深入揭示了网络化关联系统的本质和特征，拓展了传统网络化控制系统和关联系统的研究，建立了一系列基于混合触发机制的网络化关联系统的建模、分析和控制的新方法和新理论。.受该项目资助，项目组共发表论文40余篇，其中SCI收录论文31篇，其中包括IEEE Transactions on Automatic Control, Automatica, System and Control Letters等本领域顶级期刊论文5篇，申请发明专利6件，其中授权2件，获得实用新型专利授权4件。