黄涛

个人信息

参与实验室科研项目

基于资源调度和预测控制的无线网络化控制系统的联合设计

学术成果

共撰写/参与撰写专利 2 项，录用/发表论文 2 篇，投出待录用论文0篇。

patent

1. 一种针对多传感网络化控制系统的数据包丢失的补偿方法 赵云波, 韩康, and 黄涛 2021 [Abs] [pdf]

   一种针对多传感网络化控制系统的数据包丢失的补偿方法，包括：步骤1)在控制系统的初始状态，控制器切换成本发明的系统模型；步骤2)控制系统中存在的多个传感器分别采集到控制系统的一个状态信息，这些状态信息被分别单独地发送到控制器端；步骤3)控制器在接收到传感器发来的这些信息之后，首先判断是否发生了部分数据包的丢失现象，如果发生了部分数据包的丢失现象，为了保持控制系统的稳定性，则对控制系统的丢失的数据根据步骤一中切换的系统模型进行预测；步骤4)控制器将预测的传感器信号和传感器实际发送过来的信号进行整合组成新的状态向量，进行控制量的计算，并把组成的状态向量保存到本地，然后将计算出来的控制量发送到执行器。

2. 一种适用于网络化控制系统的主动时延补偿方法 赵云波, 韩康, and 黄涛 2020 [Abs] [pdf]

   一种针对多传感器网络化控制系统的主动时延补偿方法，包括如下步骤：1)多个传感器的数据和执行器实际使用的控制信号通过单独的通讯信道发送到控制器；2)控制器接收并判断采集到的控制器信号是否缺失，如果不缺失直接根据控制算法计算控制信号，如果缺失部分传感器的信号，则先进行系统重建；3)控制器根据信号的完整性与否做出不同的控制序列，然后把控制信号打包成一个数据包发送出去；4)控制信号选择器在这些控制序列中选择一个最优的控制信号作用于执行器，并把选择的控制信号通过通讯信道发送到控制器。

Journal Articles

1. Classification-Based Control for Wireless Networked Control Systems with Lossy Multipacket Transmission Yun-Bo Zhao , Jiang-Tao He, Qiao-Hui Zhu, Tao Huang, and Shi Ming Yu IEEJ Trans. Electr. Electron. Eng. 2019 [Abs] [doi] [pdf]

   A classification-based control approach is proposed for wireless networked control systems with lossy multi-packet transmission. This approach takes advantage of a state reconstruction process to deal with the distinct feature of partial failure of data transmission caused by multi-packet transmission, and then classifies the difference of the latest received system states and and reconstructed ones to design a classification-based controller. The closed-loop stability of the system is proven using the switched systems theory. By considering more communication characteristics of multi-packet transmission, the proposed approach is shown to give rise to a better system performance by a numerical example.

2. Stochastic Stabilisation of Wireless Networked Control Systems with Lossy Multi-Packet Transmission Yun-Bo Zhao , Tao Huang, Yu Kang, and Xu-Gang Xi IET Control Theory Appl. 2018 [Abs] [doi] [pdf]

   The stochastic stabilisation of networked control systems is investigated with a special focus on the lossy multi-packet transmission in the wireless communication context. The resulting partially available system states due to multi-packet transmission are firstly reconstructed at the controller, and the sufficient conditions for stochastic stability are then given for the closed-loop system, which finally leads to a controller design method with explicit consideration of multi-packet transmission. The proposed theoretical results are verified by both numerical and TrueTime-based examples.

学位论文

Theses

1. 多包传输网络化控制系统的设计和分析 黄涛 浙江工业大学, 杭州 2019 [Abs] [pdf]

   随着通信技术、控制理论和计算机技术的飞速发展，网络化控制系统在学 术界和工业界中引起了强烈地关注。网络化控制系统是通过通信网络将传感器、 控制器和执行器互联的控制系统。与传统控制系统相比，网络化控制系统有着 更低廉的布线成本、更灵活的配置和更便利的维护性等优点。目前随着先进技 术的发展和生产要求的提高，对多传感器通过通信网络独立传输数据并由控制 器处理分发控制信号的控制系统的需求越来越多。因此，如何对采用此通信方 式的网络化控制系统进行建模、分析和控制器设计是热点研究课题。 然而，利用此通信方式给网络化控制系统带来了许多不可避免的问题，例 如部分包丢失、多时延、传感器多采样率和通信信道竞争等，这些问题将会导 致控制系统的性能下降，甚至影响系统的稳定性。我们把这些问题统称为多包 传输问题，特别在无线网络化控制系统中，该问题是一个亟待解决的核心问题， 同时也是物联网、信息物理融合等系统中需要解决的重要问题。 本文在基于国内外研究现状的基础上针对多包传输网络化控制系统中的丢 包问题给出了相应的解决方案，具体的工作内容如下： (1) 针对网络化控制系统中存在由多包传输引入的部分包丢失问题，提出了 基于状态重构方法的状态反馈控制方案。首先采用状态重构方法对部分丢失信 息进行重构，进一步将随机稳定的概念引入到此闭环控制系统中，从而得出了 闭环控制系统的稳定性结论以及给出了闭环控制系统状态反馈控制器的设计方 法。 (2) 针对处于丢包情形下多包传输网络化控制系统的基于观测器的控制器设 计问题，提出了基于输出重构的观测器和控制器设计规则。首先采用输出重构 方法补偿多包传输网络化控制系统丢失的信息；进一步采用基于观测器的控制 规则来进行控制器的设计，得到闭环控制系统；然后证明了闭环控制系统的随 机稳定以及给出了相应的控制增益矩阵和观测增益矩阵的联合设计。(3) 针对 (1) 中的问题，该解决方案并没有考虑由于重构信息引入的系统误 差，对此提出一种基于重构信息的分类补偿控制规则。首先采用状态重构方法 来重构部分丢失信息，并对重构信息和接收到的信息分别设计反馈矩阵；进一 步得到闭环控制系统指数稳定的充分条件以及通过最小化衰减率来进行求解控 制器设计的约束条件，从而得到控制增益矩阵。 论文通过 MATLAB 软件和 TrueTime 工具箱对一些实例进行仿真研究，验 证所提出设计方法的有效性。最后，对全文进行了总结，并对下一步的研究进 行展望。

毕业去向

上海哔哩哔哩， 开发工程师