Skip to main content
SUPERVISOR
Jafar Ghaisari,Eman Ezadi,Hossein Saidi
جعفر قیصری (استاد راهنما) ایمان ایزدی نجف آبادی (استاد راهنما) حسین سعیدی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Hossein Roohi
محمدحسین روحی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Event-Triggered Control Over Wireless Networks
Nowadays, Wireless Networked Control Systems (WNCSs) are considered due to reduction of wiring cost, enhancement of flexibility, and measurement of variables which are difficult to access using conventional wiring connections. Recently, researchers put effort to take into account the features and limitations of digital hardware and communication links such as delay and packet loss in the design of control systems. Event-triggered control was introduced as a solution for the bandwidth limitation. In event-triggered systems, data are just sent when a specific condition is satisfied and triggering mechanism verifies the condition. The condition is designed to guaranty a specific performance or stability of the control system. From the network side of view, network calculus is used to find a deterministic model of the network. Network calculus considers an upper bound of the arrival traffic to the network to calculate an upper bound for the induced delay of the network. In this thesis, control systems over wireless networks is analyzed and an upper bound for the arrival traffic of the control systems to the communication network is found. Then, using network calculus it is shown that the upper bound of induced delay for an event-triggered system is less than time-triggered system. Furthermore, a new method is proposed to consider this bound as a designing restriction. The event-triggered system is modeled as a switching system and two methods are proposed to analyze the stability of control system and minimum time between two consecutive events. In the both methods, sufficient conditions are proposed as linear matrix inequalities. The first method is based on definition of exponential stability for switching system and the second method is based on finding a common quadratic Lyapunov function for the proposed subsystems. Then, a stabilizing feedback controller is designed for the discrete time event-triggered control system. Moreover, results of the second method is extended to analyze stability in the presence of norm bounded uncertainty. At the end of each section, simulation results are shown considering IEEE 802.15.4 network standard which verifies the effectiveness of proposed methods to guarantee the stability of control system under network bandwidth limitations.
در سال‌های اخیر، کنترل تحت شبکه‌ی بی‌سیم به دلیل کاهش هزینه‌ی سیم‌کشی، افزایش انعطاف‌پذیری و امکان اندازه‌گیری پارامتر‌هایی که در عمل امکان‌ سیم‌کشی برای آن‌ها وجود ندارد مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش‌های اخیر سعی شده‌است تا ویژگی‌ها و محدودیت‌های سخت‌افزار مورد نظر برای پیاده‌سازی کنترل‌کننده و شبکه‌ی ارتباطی در طراحی سیستم کنترل در نظر گرفته شود. در این سیستم‌ها چالش‌هایی همچون تاخیر القا شده از سوی شبکه بر روی سیستم کنترل، گم شدن بسته‌های اطلاعاتی و محدودیت پهنای باند برای این سیستم‌ها مورد توجه پژوهش‌گران بوده است. کنترل مبتنی بر رویداد به عنوان یک راه‌حل‌ برای مشکل پهنا‌ی باند در سیستم‌های تحت شبکه ارائه شده‌است. در کنترل مبتنی بر رویداد، اطلاعات سیستم تحت کنترل و ورودی کنترلی در صورت وقوع شرط خاصی بر روی شبکه ارسال می‌شود. در این سیستم، مکانیزم تشخیص رویداد وظیفه‌ی بررسی این شرط را بر عهده دارد. این شرط به‌ گونه‌ای طراحی می‌شود که کارایی خاص و یا پایداری سیستم تحت کنترل را تضمین کند. از دید شبکه، تئوری محاسبات شبکه برای توصیف شبکه‌های مخابراتی و ارائه‌ی یک مدل یقینی از شبکه مورد توجه قرار گرفته است. با استفاده از این تئوری، برای یک شبکه‌ی دلخواه و با مشخص بودن کران ترافیک اطلاعات وارد شده به شبکه، می‌توان کران تاخیر شبکه‌ را محاسبه کرد. در این پایان‌نامه، سیستم کنترل مبتنی بر رویداد تحت شبکه بررسی می‌شود. برای استفاده از مدل تئوری محاسبات شبکه، یک روش برای محاسبه‌ی کران بالای تولید اطلاعات در سیستم کنترل ارائه شده‌است. این کران در کنترل مبتنی بر رویداد پیشنهادی، نسبت به کنترل مبتنی بر زمان کمتر است. همچنین روشی برای در نظر گرفتن این کران به عنوان پارامتر طراحی ارائه شده‌است. در این پایان‌نامه، سیستم کنترل مبتنی بر رویداد به عنوان یک سیستم سوئیچی در نظر گرفته شده و دو روش برای تحلیل پایداری سیستم کنترل مبتنی بر رویداد با حداقل زمان بین وقوع دو رویداد مشخص پیشنهاد می‌شود. سپس، کنترل‌کننده‌ی فیدبک حالت مبتنی بر رویداد زمان‌گسسته‌ برای پایدارسازی سیستم تحت کنترل طراحی می‌شود. در هر دو روش شروط کافی برای وجود کنترل‌کننده‌ی پایدارساز در قالب نامساوی‌های خطی ماتریسی ارائه می‌شود. مبنای تحلیل در روش اول، تعریف پایداری نمایی سیستم‌های سوئیچی و در روش دوم، تابع لیاپانوف مربعی مشترک برای هر کدام‌ از زیر سیستم‌ها است. سپس، نتایج روش دوم برای سیستم دارای نامعینی با نرم محدود تعمیم داده شده و شروط کافی برای وجود کنترل‌کننده‌ی مقاوم مبتنی بر رویداد با حداقل زمان بین وقوع دو رویداد مشخص ارائه می‌شوند. در پایان هر فصل، نتایج شبیه‌سازی سیستم کنترل تحت شبکه با در نظر گرفتن استاندارد IEEE 802.15.4 ارائه شده‌است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی