The Real-time Distributed Control Systems(RDCS) consist of several distributed control processes which share a network medium to exchange their data. Performance of feedback control loops in the RDCS is subject to the network-induced delays from sensor to controller and from controller to actuator. The network-induced delays are directly dependent upon the data sampling times of the control components which share a network medium. In this study, a scheduling algorithm of determining data sampling times is developed using the window concept, where the sampling data from the control components dynamically share a limited number of windows.
This paper presents an algebraic approach for finding a dynamic state feedback controller when the linear multi-input system with delays in both state and input is controllable. In the time-delay case, controllability of the system does not always imply that system is cyclizable. Therefore, reduced order augmentation systems which is cyclizable as the time-varying case are considered. It is possible to construct feedback contorl systems by using single-input methods.
A method to construct a memoryless feedback law for systems with multiple time-delays in the states is proposed. As a plant model, a differential-difference equation with multiple delayed terms is introduced, A stabilizability condition by memoryless feedback is presented. A feedback gain is calculated with a solution of a finite dimensional Riccati equation. It is shown that the resulting closed loop system is asymptotically stable, and moreover, it is a linear quadratic regulator for some cost functional. An alternative stabilizability condition which is easier to check is given.
In this paper, we consider the global exponential stability of cellular neural networks with time-varying delays. Based on the Lyapunov function method and convex optimization approach, a novel delay-dependent criterion of the system is derived in terms of LMI (linear matrix inequality). In order to solve effectively the LMI convex optimization problem, the interior point algorithm is utilized in this work. Two numerical examples are given to show the effectiveness of our results.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제21권1호
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pp.64-69
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2021
In this paper, we have proposed a new internal model control structure (IMC). It is aimed at unstable overactuated multivariable systems whose transfer matrices are singular and unstable. The model inversion problem is essential to understand this structure. Indeed, the precision between the output of the process and the setpoint is linked to the quality of the inversion. This property is preserved in the presence of an additive disturbance at the output. This inversion approach proposed in this article can be applied to multivariable systems with no minimum phase or minimum phase shift with or without delays in their transfer matrices. It is proven by an example of simulation through which we have shown its good performance as a guarantee of stability, precision as well as rapidity of system responses despite the presence of external disturbances and we have tested this control structure in the frequency domain hence the robustness of the IMC.
애드혹 네트워크에서는 하나의 기준노드를 선정하여 이를 중심으로 네트워크 내에 모든 노드들의 시간을 동기화하는 방법을 사용할 수 있다. 이러한 기준노드를 중심으로 하는 대표적인 시간동기화 알고리즘은 Flooding Time Synchronization Protocol (FTSP) 이다. 메시지를 주고 받는 과정에서 예측할 수 있는 지연과 예측할 수 없는 랜덤 지연이 발생하게 되는데, 이러한 지연은 정확한 동기화를 방해하기 때문에 제거해야 한다. 멀티홉 기반의 통신에서 메시지를 주고받는 과정에 지나는 홉 수에 따라 홉 지연이 발생하게 된다. 이러한 홉 지연은 노드 사이의 동기화 성능을 크게 떨어뜨리게 된다. 따라서 이러한 홉 지연을 줄이고 동기화 성능을 높이기 위한 방법이 필요하다. 기존 FTSP 방식에서 기준 노드가 ID를 기반으로 가장 ID 값이 작은 노드가 기준노드로 선정되기 때문에 기준노드의 위치가 어디냐에 따라서 홉 지연에 따른 성능 저하가 크게 발생할 수 있다. 본 논문에서는 홉 지연을 줄이기 위한 최적의 기준노드 재선정 알고리즘을 제안하고 OPNET 네트워크 시뮬레이터를 사용하여 기존 FTSP와의 성능을 비교한다. 추가적으로 토폴로지 변경에 따른 성능을 측정하여 제안된 방식이 토폴로지 변환에 강인한 성능을 갖고 있음을 확인할 수 있었다.
Currently, fast and accurate long baseline positioning in kinematic mode is a challenging topic, but positional accuracy can be improved with the help of the network-derived external ionospheric corrections. To provide not only ionospheric corrections, but also their variances, satellite-by-satellite interpolation for the ionospheric delays is performed using the least-squares collocation (LSC) method. Satellite-by-satellite interpolation has the advantage in that the vertical projection used in single-layer ionospheric model is not required. Also, more reliable user positioning and the corresponding accuracy assessment can be obtained by providing not only external ionospheric corrections but also their variances. The rover positioning with and without the external ionospheric delays in both rapid-static and kinematic mode was performed and analyzed. The numerical results indicate that the improvement in the positioning quality is achieved using the proposed method. With the TAMDEF network in Antarctica, 18 % improvement in mean time-to-fix in kinematic mode was achieved.
The real-time kinematic (RTK) is one of precise positioning methods using Global Positioning System (GPS) data. In the long baseline GPS RTK, the ionospheric and tropospheric delays are critical factors for the positioning accuracy. In this paper we present RTK algorithms for long baselines more than 100 km with estimating tropospheric delays. The state vector is estimated by the extended Kalman filter. We show the experimental results of GPS RTK for various baselines (162.10, 393.37, 582.29, and 1283.57 km) by using the Korea Astronomy and Space Science Institute GPS data and one International GNSS Service (IGS) reference station located in Japan. As a result, we present that long baseline GPS RTK can provide the accurate positioning for users less than few centimeters.
In a networked control system (NCS), time delays which are larger than one sampling period can change the control period. As a result, it may cause system instability. This paper presents a control method for an NCS using the controller area network (CAN), where time delays arise in the control loop. Specifically, a simple yet efficient method is proposed to improve control performance in the presence of time delays. The proposed method, which can be regarded as a gain scheduling method, selects a suitable LQ control gain among several gains to deal with the problems due to the change of control period. It is found that the gain can be scheduled in terms of the relation between the gain and the sampling period, which is represented by first-order algebraic equations. The proposed method is evaluated with an inverted cart pendulum system where the actuator and sensors are connected through the CAN. Experiment results are presented to show the efficiency of the proposed method.
본 논문은 미지의 시간 지연을 갖는 비선형 상호 연결 시스템을 위한 분산 적응 출력 궤환 제어기를 제안한다. 미지의 시간 지연을 갖는 상호 연결 부분은 부시스템들의 모든 상태 변수를 포함한다. 적당한 르아브노브-크라소브스키 함수와 함수 예측 기법을 사용하여 시간 지연 함수들을 보상한다. 각각의 부시스템을 위한 시간에 독립적인 지역 제어기를 설계하기 위해 관측 동적 표면 제어 기법을 이용한다. 제어된 페루프 시스템의 모든 신호들이 준 전역적이고 균일하게 유계됨과 제어 오차가 원점 주위의 조절 가능한 주변으로 수렴함을 증명한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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