遭受执行器攻击的CPS的对数量化控制研究

1

作者 吉明明 《计算机仿真》 2024年第9期271-274,355,共5页

针对遭受执行器攻击且被对数量化器量化的信息物理融合系统,研究了系统的稳定性以及控制器的设计问题。利用对数量化器的扇形界性质将遭受攻击的量化系统转化为一个不确定系统,首先,通过构造一个李雅普诺夫函数给出了此系统稳定的充分... 针对遭受执行器攻击且被对数量化器量化的信息物理融合系统,研究了系统的稳定性以及控制器的设计问题。利用对数量化器的扇形界性质将遭受攻击的量化系统转化为一个不确定系统,首先,通过构造一个李雅普诺夫函数给出了此系统稳定的充分条件。其次,利用Schur-补引理将系统稳定的充分条件转化为一组线性矩阵不等式,并在此基础上给出了系统控制器的设计方法。最后,用数值例子验证了所提出的方法的有效性,仿真结果表明,上述方法可以使系统达到稳定。 展开更多

关键词 物理信息融合系统 执行器攻击 对数量化器 稳定性

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带宽受限的CAN总线对数量化调度策略 被引量：2

2

作者 匡付华 胥布工 刘贵云 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1183-1188,共6页

研究了使用量化技术解决控制器局域网络(CAN)总线网络控制系统的带宽受限问题.首先,建立了多控制回路的网络控制系统模型,该模型综合考虑了采用对数量化器对采样信号进行量化和Bernoulli随机网络丢包过程.并针对量化误差和数据丢包,设... 研究了使用量化技术解决控制器局域网络(CAN)总线网络控制系统的带宽受限问题.首先,建立了多控制回路的网络控制系统模型,该模型综合考虑了采用对数量化器对采样信号进行量化和Bernoulli随机网络丢包过程.并针对量化误差和数据丢包,设计了控制器和观测器使得闭环系统指数均方稳定.然后根据控制性能最优化要求,设计了在带宽受限情况下的反馈网络调度器,提出了量化反馈调度策略.最后通过对3个独立控制回路组成的CAN总线系统进行仿真实验,验证了此调度策略的有效性和可行性. 展开更多

关键词 CAN现场总线 对数量化器 数据丢包 量化反馈调度

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基于对数量化数据的二次规划辨识方法 被引量：1

3

作者 吉明明 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第29期11-15,共5页

主要针对具有对数量化输出观测值的有限脉冲响应系统,对其进行了参数辨识研究,采用二次规划方法,得到了未知参数的数值估计值并对其统计特性进行了分析。首先,根据对数量化器的扇形界性质,将对系统未知参数的辨识问题转化为求解一个二... 主要针对具有对数量化输出观测值的有限脉冲响应系统,对其进行了参数辨识研究,采用二次规划方法,得到了未知参数的数值估计值并对其统计特性进行了分析。首先,根据对数量化器的扇形界性质,将对系统未知参数的辨识问题转化为求解一个二次规划问题,该二次规划问题的最优解即为未知参数的估计值;其次,对转化成的二次规划问题,研究了其解的唯一性及收敛性,给出了未知参数估计值唯一存在及收敛的充分条件;最后,数值仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 系统辨识 对数量化器 扇形界 二次规划

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连续系统的状态重置动态量化反馈控制器 被引量：3

4

作者 鲁仁全 吴芳 薛安克 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期507-512,共6页

数据量化是网络控制系统解决带宽有限的主要方法.但是量化数据时可能产生的量化跳变又对系统的可靠性产生影响.本文针对抑制量化跳变对系统的影响,研究了一种状态重置动态量化反馈控制器.首先设计状态重置观测器使发生量化跳变的系统可... 数据量化是网络控制系统解决带宽有限的主要方法.但是量化数据时可能产生的量化跳变又对系统的可靠性产生影响.本文针对抑制量化跳变对系统的影响,研究了一种状态重置动态量化反馈控制器.首先设计状态重置观测器使发生量化跳变的系统可靠性不变.然后基于状态重置后的特性,结合概率论和随机过程,得到一种动态量化反馈控制器.验证了状态重置动态量化反馈控制系统是渐近稳定的.通过MATLAB/LMI工具箱,可得到控制器增益.最后根据数值仿真例子,验证了所提出的状态重置动态量化反馈控制的算法是行之有效的. 展开更多

关键词 对数量化器 状态重置观测器 概率论 随机过程

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关联量化系统参数稳定性与控制器设计 被引量：2

5

作者 陈宁 沈晓瑜 +1 位作者 桂卫华 郭宇骞 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期41-50,共10页

量化问题广泛存在于计算机控制系统和数字通信的传输通道中.本文研究一类非线性关联量化系统的参数稳定性及分散状态反馈控制器的设计问题.每个控制器的输出经过对数量化器量化后输入到子系统中,其量化密度的大小会影响系统的稳定性.首... 量化问题广泛存在于计算机控制系统和数字通信的传输通道中.本文研究一类非线性关联量化系统的参数稳定性及分散状态反馈控制器的设计问题.每个控制器的输出经过对数量化器量化后输入到子系统中,其量化密度的大小会影响系统的稳定性.首先,设计分散状态反馈控制器,使得无量化器存在时的关联闭环系统参数稳定,并确定参数稳定的区域;然后,对每个子系统的控制输入采用对数量化器进行量化,通过局部信息确定子系统中对数量化器量化密度的下界,使得整个闭环关联量化系统在参数稳定域内仍然保持稳定;最后,对给定量化密度,优化控制器使系统能容许最大的非线性.仿真结果表明,本文所设计的分散量化控制器在参数稳定域内能够镇定关联大系统. 展开更多

关键词 关联量化系统 参数稳定性 对数量化器 分散控制

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基于事件触发的量化跟踪控制器设计

6

作者 章淳 石厅 李严鹏 《杭州电子科技大学学报（自然科学版）》 2020年第1期58-63,共6页

针对带宽受限的网络控制系统,设计了一种基于事件触发机制和量化器的跟踪控制方法。首先,构建网络控制系统跟踪控制的数学模型;其次,根据稳定性和二次性能指标要求,利用李雅普诺夫(Lyapunov)函数和线性矩阵不等式(LMI)将性能指标最优问... 针对带宽受限的网络控制系统,设计了一种基于事件触发机制和量化器的跟踪控制方法。首先,构建网络控制系统跟踪控制的数学模型;其次,根据稳定性和二次性能指标要求,利用李雅普诺夫(Lyapunov)函数和线性矩阵不等式(LMI)将性能指标最优问题转化为矩阵不等式约束的优化问题;最后,通过仿真实验验证了设计方法的有效性,并讨论触发参数和量化密度对性能优化以及跟踪性能的影响。 展开更多

关键词 事件触发 对数量化器 跟踪控制 二次性能 LMI

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具有时变时滞和多包丢失的网络控制系统量化H∞控制 被引量：11

7

作者 严怀成 苏阵阵 +1 位作者 张皓 杨富文 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期469-474,共6页

研究了具有时变时滞与多数据包丢失的网络控制系统(networked control systems,NCSs)的量化H_∞控制问题.同时考虑传感器-控制器间的测量通道及控制器-执行器间的控制通道的多数据包丢失,并将其用满足Bernoulli分布的随机变量来表示.控... 研究了具有时变时滞与多数据包丢失的网络控制系统(networked control systems,NCSs)的量化H_∞控制问题.同时考虑传感器-控制器间的测量通道及控制器-执行器间的控制通道的多数据包丢失,并将其用满足Bernoulli分布的随机变量来表示.控制输入信号和测量输出信号分别在传感器和控制器两侧进行对数量化,量化误差描述为扇区有界不确定性.利用Lyapunov理论和线性矩阵不等式方法,得到了使得闭环NCSs满足一定H_∞性能指标的均方意义下指数稳定充分条件,并给出了基于观测器的时滞相关控制器设计方法.最后,通过实例证明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 网络控制系统 H∞控制 对数量化器 时变时滞 多包丢失

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基于量化控制信号的线性系统的跟踪性能极限 被引量：11

8

作者 祁恬 刘寅 苏为洲 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期745-750,共6页

研究基于量化控制信号的线性系统的跟踪性能极限.所研究的被控对象是稳定的线性时不变(LTI)系统,参考跟踪信号是阶跃信号.跟踪性能通过对象输出与参考信号之差的能量来衡量.为了达到渐近跟踪,提出了一个新的量化方案.方案包括两部分:一... 研究基于量化控制信号的线性系统的跟踪性能极限.所研究的被控对象是稳定的线性时不变(LTI)系统,参考跟踪信号是阶跃信号.跟踪性能通过对象输出与参考信号之差的能量来衡量.为了达到渐近跟踪,提出了一个新的量化方案.方案包括两部分:一部分是在初始时刻将控制信号的稳态值通过网络传输给被控对象并且存储在其输入端;另一部分则是通过对数量化器,对控制信号的瞬态部分(即控制信号与其稳态值之差)进行量化,然后传输给被控对象.最后该量化信号与稳态控制信号相加后作用于被控对象.这里,假设对数量化误差是源信号和白噪声之间的一个乘积.根据被控对象和量化器的特征,得到该系统可能达到的最优跟踪性能的下界.这个结果回答了基于网络的控制系统中的一个基本问题:控制信号的量化误差是如何影响系统的跟踪性能的? 展开更多

关键词 量化 对数量化器 跟踪性能极限:网络控制系统

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时延网络化控制系统的量化输出反馈耗散控制 被引量：5

9

作者 黄可望 刘艳 潘丰 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第10期3053-3056,共4页

以带有时变时延的离散网络化控制系统为研究对象,研究了闭环系统的量化输出反馈耗散控制问题。引入两个对数量化器分别对系统中的测量输出信号和控制输入信号进行量化,利用扇形界方法,将量化反馈控制设计问题通过扇形界的不确定性转换... 以带有时变时延的离散网络化控制系统为研究对象,研究了闭环系统的量化输出反馈耗散控制问题。引入两个对数量化器分别对系统中的测量输出信号和控制输入信号进行量化,利用扇形界方法,将量化反馈控制设计问题通过扇形界的不确定性转换为鲁棒控制问题进行求解。通过借助自由权矩阵方法,得到了非脆弱耗散控制器存在的充分条件。所设计的控制器能够保证闭环系统渐近稳定且严格(Q,R,S)-耗散。最后通过理论证明及数值仿真验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 时变时延 对数量化器 耗散控制 扇形界方法 自由权矩阵方法

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带宽受限随机网络控制系统的量化H_∞滤波 被引量：1

10

作者 齐迹 李艳辉 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2014年第7期287-290,295,共5页

研究带宽受限随机网络控制系统的H∞滤波优化问题,随机干扰信号影响输出信号的正确性。为提高滤波性能,采用对数量化器,将量化后的测量信号作为滤波器输入信号。首先将滤波误差系统建模成范数有界不确定随机系统,进一步利用线性矩阵不... 研究带宽受限随机网络控制系统的H∞滤波优化问题,随机干扰信号影响输出信号的正确性。为提高滤波性能,采用对数量化器,将量化后的测量信号作为滤波器输入信号。首先将滤波误差系统建模成范数有界不确定随机系统,进一步利用线性矩阵不等式方法推出了随机网络控制系统的稳定性和滤波器设计的充分条件,并将滤波器的设计转化为一个凸优化的求解问题。所设计的滤波器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号,随机网络控制系统的H∞性能指标小于一定值γ。仿真结果证实了设计方法的有效性。 展开更多

关键词 对数量化器 随机网络控制系统 最大允许时延上界 线性矩阵不等式 性能水平

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网络控制系统的量化控制

11

作者 赵霞 朱敏 田恩刚 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第S2期12-14,共3页

在同时考虑量化作用和非理想网络状况的前提下研究了连续网络控制系统的量化控制问题。建立了新型的网络控制系统的模型,该模型可以同时体现量化作用和非理想网络状况对网络控制系统的影响。应用改进的李亚普诺夫泛函方法,得到了使得系... 在同时考虑量化作用和非理想网络状况的前提下研究了连续网络控制系统的量化控制问题。建立了新型的网络控制系统的模型,该模型可以同时体现量化作用和非理想网络状况对网络控制系统的影响。应用改进的李亚普诺夫泛函方法,得到了使得系统渐近稳定的稳定性判据。设计了量化控制器对系统进行镇定。给出的仿真例子可以证明,应用所设计的控制器可以使系统在非理想网络状况和量化作用的双重影响下镇定。 展开更多

关键词 网络控制系统 数据量化 对数量化器 线性矩阵不等式

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测量值量化的时滞系统的输出反馈控制

12

作者 王俊宏 薛安克 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1418-1422,共5页

为了解决无线网络带宽限制的问题,信号在传输之前需要进行量化,但是量化器的引入会给信号带来一定的误差.针对时滞系统,研究测量值量化的基于观测器的输出反馈控制问题.考虑对数量化器,为了研究量化器对系统的影响,引入上行界的方法,将... 为了解决无线网络带宽限制的问题,信号在传输之前需要进行量化,但是量化器的引入会给信号带来一定的误差.针对时滞系统,研究测量值量化的基于观测器的输出反馈控制问题.考虑对数量化器,为了研究量化器对系统的影响,引入上行界的方法,将对数量化问题转化成鲁棒不确定问题.为了讨论系统的收敛速度,采用带有衰减系数的Lyapunov函数,得到了闭环系统的指数衰减率.采用线性矩阵不等式(LMI)的方法给出了系统满足指数稳定的充分条件以及控制器和观测器增益的表达式.应用数值仿真证明了本文算法的有效性. 展开更多

关键词 时滞系统 对数量化器 指数稳定 输出反馈控制

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随机网络控制系统的量化L_2-L_∞滤波

13

作者 齐迹 李艳辉 《测控技术》 CSCD 北大核心 2014年第12期11-15,共5页

考虑到带宽有限网络环境下信号需经过量化处理才能进行发送,研究了一类带宽受限随机网络控制系统的L_2-L_∞滤波问题。采用对数量化器,将量化后的测量信号作为滤波器输入信号。首先将滤波误差系统建模成范数有界不确定随机时滞系统,进... 考虑到带宽有限网络环境下信号需经过量化处理才能进行发送,研究了一类带宽受限随机网络控制系统的L_2-L_∞滤波问题。采用对数量化器,将量化后的测量信号作为滤波器输入信号。首先将滤波误差系统建模成范数有界不确定随机时滞系统,进一步基于线性矩阵不等式方法推出了该随机网络控制系统的稳定性和滤波器设计的充分条件,并将滤波器的设计转化为一个凸优化的求解问题。所设计的滤波器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号,随机网络控制系统的L_2-L_∞性能指标小于一定值γ。仿真实例证实了该设计方法的有效性。 展开更多

关键词 对数量化器 随机网络控制系统 最大允许时延上界 线性矩阵不等式 L_2-L_∞性能水平

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具有通信约束的网络控制系统动态调度和H_∞量化联合镇定 被引量：2

14

作者 余春 周川 陈庆伟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期103-108,共6页

针对具有通信约束的随机时延网络控制系统,提出一种TOD动态调度策略与H∞量化控制联合镇定的方法。该方法采用TOD调度算法和对数量化器,采用扇形界方法处理量化误差并将闭环网络控制系统建模为具有参数不确定性的离散切换系统。基于Lyap... 针对具有通信约束的随机时延网络控制系统,提出一种TOD动态调度策略与H∞量化控制联合镇定的方法。该方法采用TOD调度算法和对数量化器,采用扇形界方法处理量化误差并将闭环网络控制系统建模为具有参数不确定性的离散切换系统。基于Lyapunov稳定性理论与线性矩阵不等式方法,给出闭环系统渐近稳定且满足H∞性能指标的充分条件。最后通过仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 网络控制系统 通信约束 TOD 对数量化器

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一类转移概率部分未知的Markov跳跃系统的输入输出量化反馈控制 被引量：3

15

作者 孙维阳 刘雨 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1858-1864,共7页

对一类离散时间马尔可夫跳跃系统(Markov jump systems,MJSs)的稳定性问题进行研究,考虑MJSs转移概率矩阵中的元素部分未知,且系统的控制输入通道和测量输出通道都存在信号量化的情况,其中控制器输入通道和系统输入通道的信号分别被两... 对一类离散时间马尔可夫跳跃系统(Markov jump systems,MJSs)的稳定性问题进行研究,考虑MJSs转移概率矩阵中的元素部分未知,且系统的控制输入通道和测量输出通道都存在信号量化的情况,其中控制器输入通道和系统输入通道的信号分别被两个不同的对数量化器量化。利用切换李雅普诺夫函数的方法,通过构造系统模态依赖且双通道量化误差依赖的李雅普诺夫函数,完成对闭环系统的稳定性分析和控制器设计。得到一组模态依赖的控制器,能够在系统的转移概率部分未知和存在双通道量化误差的条件下,保证闭环MJSs的随机稳定性。最后通过仿真实验验证了理论的有效性。 展开更多

关键词 信号量化 对数量化器 输入输出量化反馈控制 马尔可夫跳跃系统 转移概率部分未知 切换李雅普诺夫函数法

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带有量化与丢包的线性系统的动态反馈控制

16

作者 卢金玲 贾新春 张琪 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第1期83-87,共5页

研究了涉及信号量化与数据丢包的网络控制系统的动态输出反馈控制问题.其被控系统的状态是不可测的,且量测输出信号与控制输出信号在经过网络传输之前被对数量化.由于通道带宽受限,使由传感器到控制器与由控制器到执行器的通讯通道中同... 研究了涉及信号量化与数据丢包的网络控制系统的动态输出反馈控制问题.其被控系统的状态是不可测的,且量测输出信号与控制输出信号在经过网络传输之前被对数量化.由于通道带宽受限,使由传感器到控制器与由控制器到执行器的通讯通道中同时可能发生随机丢包,因此闭环系统被建模为含有4个子系统的离散切换系统.利用扇形界方法与平均驻留时间方法,以非线性矩阵不等式的形式给出了闭环系统指数稳定的充分条件,并通过求解一个非线性最小化问题得出了动态控制器. 展开更多

关键词 指数稳定性 网络控制系统 对数量化器

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一类非线性系统量化反馈控制的几何设计方法 被引量：5

17

作者 王隔霞 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1044-1050,共7页

本文考虑了一类非线性系统的对数量化反馈控制器的设计问题.假定该非线性系统满足一定扇形条件,在此条件下,通过引入闭环系统函数,利用函数平移的方法,给出了文中非线性系统具体的对数量化反馈控制器,可做到稳定和渐近稳定两种控制目标... 本文考虑了一类非线性系统的对数量化反馈控制器的设计问题.假定该非线性系统满足一定扇形条件,在此条件下,通过引入闭环系统函数,利用函数平移的方法,给出了文中非线性系统具体的对数量化反馈控制器,可做到稳定和渐近稳定两种控制目标.所得结论可以推广到线性系统,与已有的结论相吻合,说明了我们结论的正确性.同时,所得结论也可应用于一般非线性系统量化控制器的设计.最后,数值例子验证了所得结论. 展开更多

关键词 非线性系统 量化反馈 对数量化器 分段函数

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复杂网络输出反馈量化同步控制 被引量：2

18

作者 石宇静 胡昌敏 李善强 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期135-142,共8页

针对复杂网络包含节点较多,且其节点状态测量成本过高的问题,提出复杂网络输出反馈量化同步控制方法。为了减轻信号传输对网络带宽的压力,采用对数量化器对控制输入信号进行量化,并利用范数有界不确定性的方法处理控制量化问题。通过设... 针对复杂网络包含节点较多,且其节点状态测量成本过高的问题,提出复杂网络输出反馈量化同步控制方法。为了减轻信号传输对网络带宽的压力,采用对数量化器对控制输入信号进行量化,并利用范数有界不确定性的方法处理控制量化问题。通过设计状态观测器获得网络节点的状态估计值,以此为基础给出了复杂网络的输出反馈量化同步控制器的设计方法。通过求解线性矩阵不等式,可同时获得观测器增益矩阵和控制器增益矩阵。根据Lyapunov稳定性理论,证明了观测误差动态系统以及同步误差动态系统的渐近稳定性。最后,利用蔡氏电路网络的仿真验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 复杂网络 输出反馈 同步控制 对数量化器 线性矩阵不等式 蔡氏电路

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基于量化脉冲控制策略的领导跟随多智能体系统的固定时间一致性

19

作者 董鑫淼 李传东 +1 位作者 王欣 曹正然 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第1期51-58,共8页

本文研究了基于量化脉冲控制的非线性领导跟随多智能体系统的一致性问题.基于矩阵理论、李雅普诺夫函数和利普希茨不等式,给出了若干假设和充分条件.通过构造比较系统,利用微分方程理论,给出了固定时间下的一致性准则,且计算了达到一致... 本文研究了基于量化脉冲控制的非线性领导跟随多智能体系统的一致性问题.基于矩阵理论、李雅普诺夫函数和利普希茨不等式,给出了若干假设和充分条件.通过构造比较系统,利用微分方程理论,给出了固定时间下的一致性准则,且计算了达到一致需要的时间.最后,选择合适的参数,通过数值仿真验证了理论分析的有效性. 展开更多

关键词 多智能体系统 领导跟随 对数量化器 脉冲效应 固定时间一致性

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基于观测器的复杂网络事件触发量化同步控制

20

作者 黄玲 王云飞 张恒艳 《控制理论与应用》 2025年第3期511-520,共10页

针对复杂网络状态不可得的情况,设计一种基于观测器的具有事件触发策略的量化同步控制器.为了减少通信次数和计算负担,引入事件触发方案和对数量化器.首先,对不可测的系统状态设计分布式状态观测器,考虑事件触发方案和量化对系统的影响... 针对复杂网络状态不可得的情况,设计一种基于观测器的具有事件触发策略的量化同步控制器.为了减少通信次数和计算负担,引入事件触发方案和对数量化器.首先,对不可测的系统状态设计分布式状态观测器,考虑事件触发方案和量化对系统的影响,建立同步误差和观测误差的联合误差模型;其次,依据Lyapunov稳定性理论、Schur补引理、柯西不等式,得到具有线性矩阵不等式形式(LMI)的联合误差系统渐近稳定的充分条件,同时给出状态观测器和控制器增益求解方法;然后,证明对于所提出的事件触发条件,芝诺(Zeno)行为可以被排除,并且得到事件触发间隔的最小下界;最后,通过一个数值例子验证所提方法的有效性. 展开更多

关键词 复杂网络 事件触发策略 观测器 对数量化器 同步控制

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