具有冗餘通道的網路化切換系統分析與控制問題研究

《具有冗餘通道的網路化切換系統分析與控制問題研究》是依託山東科技大學，由朱延正擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：具有冗餘通道的網路化切換系統分析與控制問題研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：朱延正
• 依託單位：山東科技大學

項目摘要

切換系統不僅可以建模含有多模態切換的受控對象，還可以表示由某種隨機過程描述的一類動態系統，目前已經成為系統與控制領域研究的熱點之一。當前網路化切換系統分析與控制的研究結果大部分都是假設數據在單一通道上傳輸而獲得的。在無線感測器網路等實際套用中，諸如多個通道同時存在，可用通道數目並不是固定不變的情況時有發生，這為研究網路化切換系統的控制問題帶來新的機遇與挑戰。假設系統分別受隱 Markov 鏈與持續駐留時間切換信號調節，本項目將研究具有冗餘通道的隱 Markov 跳躍系統與持續駐留時間受限切換系統的穩定性分析與控制器設計，進而研究通道數目變化受隱 Markov 鏈或持續駐留時間切換信號支配的網路化系統控制問題。本項目的部分理論研究成果將嘗試套用在一類汽車主動懸架控制系統中。本項目擬形成一套較完善的關於具有冗餘通道的網路化切換系統的控制方法，提高網路化切換系統在工程項目中的建模與套用能力。

結題摘要

項目執行期間，項目負責少希殃人及項目組成員在前期研究基礎上，按照項目研究計畫開展了一系列創新性研究工作，順利完成了本項目預期的各項研究內容。項目組研究解決了任意切換與駐留時間切換信號支配下切換PWA系統的穩定性分析與鎮定控制問題，基於奇異系統方法，設計了切換PWA控制器；解決了基於隱Markov模型的Markov切換LPV系統的濾波問題，考慮了網路傳輸通道中噪聲的影響；融合了平均駐留時間切換信號的優點，定義了一類改進的持續駐留時間切換信號，解決了切換Lur’e系統的準同步控制問題；基於駐留時間切換信號，研究了一類切換系統的故障檢測與容錯控制問題，利用子空間方法給出了一類切換殘差產生器設計方法。藉助駐留時間依賴與參數依賴的Lyapunov方法，實現了故障估計與容錯控制的一體化設計；當信息-物理系統中出現周期性DoS攻擊時，項目組充分考慮了循環駐留時間切換信號的特徵，將源系統轉化為一類同時含穩定與不穩定子系統的切換系統，基於循環分段線性Lyapunov函式方法，給出了相應增廣系統的控制器設計結果，並將相應理論結果套用在一類地面無人車系統中。本項目關於一般性切換信號下切換系統分析與控制的研究去除了傳統切換系統控制理論在切換信號定義與設計上的許多理想元盼拳性假設與不足，解決了切換系統控制理論中若干關鍵科學問題。形成了複雜切換律下切換系統控制及套用的一個較為完備的理論研究體系。相關研究成果在城市交通控制、醫療機器人控制領域具妹頸糊廈有潛在的套用價值，為切換系統控制習鍵葛棗理論更好地指導實際工程實踐進一步指明了方向。項目發表SCI檢索論文19篇，EI會議論文7篇，授權國家發明夜符專利3項。基於項目研究成果，項目負責人獲得了國家自然科學基金面上項目資助，入選了福建省引進高層次人才 (境外B類)、廈門市高層次留學人員，華僑大學引進高層次人才。獲得了哈爾濱工業大學第二十屆優秀博士學位論文，中國博士後科學基金面上項目一等資助，山東省博士後創新項目專項資金一等資助。依託本項目，項目負責人目前是 IEEE Senior Member，埋探炒在《European Journal of Control》等6個SCI期刊上組織了與本寒櫃汗項目研究相關的專刊6期，並擔任《IEEE ACCESS》等國際期刊的編委職務。