具有通信时延、信号量化与丢包的事件触发网络化控制系统稳定性与鲁棒性的无源性设计
系统与控制
2017-04-04 v1 动力系统
摘要
在本报告中，我们基于 Input Feed-Forward Output Feedback Passive (IF-OFP) 系统的无源性概念，为事件触发网络化控制系统引入了一个综合设计框架。我们的方法之所以全面，在于我们通过考虑从被控对象到控制器以及从控制器到被控对象的通信链路中时变或恒定网络诱导时延、信号量化以及数据丢失的影响，证明了该网络化控制系统的有限增益 稳定性与鲁棒性。我们的设计基于对带宽受限的共享通信网络进行更高效利用的需求，而这正是设计大规模信息物理系统所必需的。为此，我们引入了不需要子系统精确知识的简单触发条件，这些条件位于通信网络的两侧：被控对象的输出端和控制器的输出端。这具体导致了控制器与被控对象之间通信速率的大幅降低。此外，我们给出了触发条件下事件间隔时间区间的下界，并证明了该设计对外部噪声与干扰的鲁棒性。我们阐明了被控对象与控制器的稳定性、鲁棒性与无源水平之间的关系。我们分析了我们的设计对丢包与通信丢失的鲁棒性。我们的结果是面向设计的，即基于我们提出的框架，设计者可以轻松观察到网络化控制系统各组件、时变时延、信号量化影响与触发条件、稳定性、鲁棒性及性能之间的权衡，并据此做出设计决策。
引用
@article{arxiv.1704.00592,
title = {A Passivity-Based Design for Stability and Robustness in Event-Triggered Networked Control Systems with Communication Delays, Signal Quantizations and Packet Dropouts},
author = {Arash Rahnama and Meng Xia and Panos J. Antsaklis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.00592},
year = {2017}
}