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有限信道带宽限制下网络控制系统的优化控制及性能分析

批准号60804012 学科分类离散、混杂与切换系统分析与控制 ( F030103 )
项目负责人成慧 负责人职称副教授 依托单位中山大学
资助金额20.00
万元
项目类别青年科学基金项目 研究期限2009 年 01 月 01 日 至
2011 年 12 月 31 日
中文主题词网络控制系统;有限信道带宽;量化控制;非线性系统动力学
英文主题词

摘要

中文摘要 网络控制系统的研究综合控制论、信息论和计算科学,是当今国际控制领域的前沿课题之一。网络控制系统中,传感器、控制器及执行器由一个有限带宽的数字通信信道连接,信号经量化或编码后通过通信信道进行传输。有限带宽限制下的量化控制器设计已有许多研究成果,但设计最优量化编码控制器以稳定系统,目前仍是一个尚未解决的重要问题。本项目研究量化编码控制器的设计,并分析闭环系统的稳定性。量化编码控制系统表现复杂的动态特性,甚至出现混沌现象,我们将利用遍历理论分析系统动力学的渐近特性。此外,本项目研究将有限带宽分配给共享网络环境的各子系统的优化算法,在有效分配信道带宽的同时,优化系统的目标函数。当受到状态噪声干扰时,系统表现出完全不同且更为复杂的动态特性,在此情况下,我们将进一步研究量化编码控制器的设计及系统动态性能的分析。本项目将为网络控制系统的分析提供理论基础,并为理论成果在实际中的应用创造条件。
英文摘要
结题摘要 本项目研究了受信道带宽限制的网络控制系统的优化控制与性能分析,取得了一些具有创新性的研究成果,主要包括:(1)推导了最小渐近代价函数的最优非时变二值量化编码控制器,分析了基于最小二值编码控制器的闭环控制系统的渐近稳定性;基于非时变二值量化编码器,推导了易于实现的使不稳定开环系统渐近稳定的时变二值量化编码控制器;(2)基于二值量化控制策略的闭环系统为混沌系统,应用测度理论分析了闭环系统的统计动力学特性,并推导闭环系统具有不变分布的条件。(3)考虑受状态噪声干扰的一维离散不稳定系统,基于局部优化控制策略,假设状态噪声为均匀分布的可加噪声时,分析了闭环反馈系统的稳定性和统计动力学特性。(4) 具有多个子系统共享网络的控制系统,提出了L-gap量化控制策略,推导了系统全局稳定的充分条件。(5)设计并搭建了网络控制的嵌入式实验平台,综合研究通信协议和控制算法对系统性能的影响,实验平台可实现由单个/多个嵌入式控制系统通过无线通信信道远程控制多个倒立摆小车,使摆稳定并进行小车的轨迹跟踪,其中反馈信息和控制量由共享的无线通信信道进行远程传输。

成果

序号 标题 类型 作者
1 Model reduction for descriptor system 会议 Cheng Hui|Wang Qing|
2 Stabilization and Dynamics of Stochastic Linear Systems under Finite Communication Bandwidth Feedback 会议 Cheng Hui|
3 New Normalized Least Mean M-estimate Algorithm for Stereophonic Acoustic Echo Cancellation 会议 Cheng Hui|Zhou Yi|
4 New Robust Affine Projection Algorithm for Stereophonic Acoustic Echo Cancellation 会议 Zhang Jia|Mai YiFan|Cheng Hui|

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