基于网络的混杂系统的复杂性分析与控制

项目名称： 基于网络的混杂系统的复杂性分析与控制

项目编号： No.60804015

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2009

项目学科： 金属学与金属工艺

项目作者： 张国峰

作者单位： 电子科技大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 基于网络的控制器既要保证良好的控制性能，又要使控制系统占用尽量少的网络资源，本项目拟采用混杂系统理论，对此类系统的非线性动力学行为（如结构稳定性、参数敏感性、周期解存在性、不变集的刻画等）进行分析，并采用两种方法设计控制器。第一种方法是基于混杂系统理论的模型预测控制器设计方法。此方法先将系统化为线性混合逻辑动力系统，然后设定包含控制性能和网络传输占用率的优化指标，最后利用混合整数优化设计控制器。第二种方法是基于广义双线性变换的自适应控制器设计方法。此方法利用采样控制理论首先为系统设计自适应数字控制器，然后根据网络时延、丢包特性、网络传输占有率以及控制性能指标利用优化方法选择自由参数的值。本研究将为基于网络的混杂控制系统的复杂动力学分析与控制器设计提供深刻的理论基础和工程指导，在汽车，航空航天，过程工业以及大型电力、电子设备等实际领域中将有着广泛的应用。

中文关键词： 混杂系统；模型预测控制；复杂性；广义双线性变换

英文摘要： Network-based controllers should provide satisfactory control performance while consume as few network resources as possible.This project aims to utilize hybrid systems theory to analyze nonlnear dynamics (such as structural stability, periodicity, invariant sets) of this type of dynamical systems, and propose two controller design methods. The first one is model predictive control method for hybrid systems. We transform the system to a linear mixed logical dynamical system, then specify performance index which contains both control performance and network performance, after that we design controller using mixed integer programming techniques. The second is adaptive controller design based on the generalized bilinear transformation. We first use the generalized bilinear transformation to design an adaptive digital controller which has a free parameter, then we optimize over this parameter with respect to network delay, packet loss, and control performance specifications. The major outcomes of this project are systematic system analysis and controller design methods for networked control systems.

英文关键词： hybrid systems; model predictive control; complexity; generalized bilinear transformation