本篇论文的主要研究内容是基于周期事件触发机制的随机网络化控制系统的动态输出反馈控制问题。在现代控制理论中,网络化控制系统(NCSs)由于其组件(如传感器、控制器和执行器)在物理上分布的特点,已成为研究热点。然而,这类系统的控制和稳定性分析由于存在网络带来的不确定性和延迟等问题,变得复杂化。为了解决这一问题,研究人员提出了事件触发控制机制,该机制可以减少不必要的数据传输,从而降低网络的拥堵和能耗。
事件触发控制机制通常分为两类:时间触发和事件触发。时间触发控制机制根据预定的时间表周期性地发送控制信号,而事件触发机制则基于系统状态的变化来决定是否发送控制信号。事件触发机制相较于时间触发机制可以节省更多的通信资源,但其控制的稳定性分析却相对复杂。
本篇论文中,作者着重研究了一种特殊的事件触发机制,即周期事件触发机制。在此机制下,系统的测量输出信号是周期性采样的,但是传输是非周期性的。这意味着系统定期监测状态变化,只有在某些条件被触发时才会进行数据的传输。这样的机制旨在减少通信的频率,同时保证系统的稳定性和性能。
论文采用脉冲系统方法和时滞系统方法对随机网络化控制系统进行建模。通过这两种方法,作者推导出不同模型下的系统均方稳定性的判据,并基于这些判据设计了合适的基于输出的控制器以及事件触发机制的参数。这种方法使得即便在面临网络延迟和数据包丢失等不确定因素的影响下,系统仍能保持稳定性。
文章还提供了一个航空模型作为例子,展示了所提出控制方法的有效性。在该例子中,研究者应用了论文中设计的控制器和事件触发机制,并验证了在随机网络化控制系统中实现均方稳定性的可能性。
在自动化领域中,稳定性分析是控制理论的核心内容之一。稳定性分析的目的在于确保系统在受到各种干扰时,仍能保持其动态行为在既定的安全和性能范围内。在随机网络化控制系统中,稳定性分析变得更加困难,因为网络带来的不确定性和延迟使得系统模型更加复杂。本篇论文提出的基于周期事件触发的动态输出反馈控制方法,为解决这类控制系统的稳定性问题提供了新的思路和工具。
本篇论文由邢玛丽和邓飞其共同撰写,他们分别来自华南理工大学自动化科学与工程学院。邓飞其是该学院的教授,研究方向涉及复杂系统的稳定性、稳定化以及鲁棒控制理论,包括时滞系统、非线性系统和随机系统。邢玛丽是博士生,研究方向主要集中在随机系统的稳定性分析。研究得到了中国国家自然科学基金和广东省自然科学基金的资助。