卢帅领

个人信息

参与实验室科研项目

基于数据驱动和联合设计的无线网络化控制系统的使能建模和设计

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

面向控制与通信融合系统的模块化仿真和实验平台

学术成果

共撰写/参与撰写专利 4 项，录用/发表论文 0 篇，投出待录用论文0篇。

patent

1. 一种基于有扰无线网络化控制系统延时估计逼近控制方法 赵云波, 卢帅领, and 梁启鹏 2022 [Abs] [pdf]

   基于延时估计的控制策略方法，针对有扰无线网络化控制系统，在延时概 率转移矩阵未知的前提下，提出了 EBAC 控制方法。 EBAC 方法采用分段逼近的 策略，将延时概率转移矩阵的估计与控制增益相结合，使控制器增益随概率转 移概率估计的收敛而更新，有效的利用了延时信息。通过更改逼近控制器中的 控制增益更新时刻判断条件，使控制增益在有扰情况下可以持续更新，其次针 对满足分段Markov特性的延时特性，设计了数据包抖动检测模块用以检测延时 特性的突变。利用Markov跳变系统方法得到了保证系统均方最终一致有界的充 分条件，并得到了相应的控制器。最后通过一个实例仿真说明了所设计的控制 策略能在延时转移矩阵未知以及分段Markov特性下保证系统的稳定性。

2. 一种基于XCOS和NS3的协同仿真时间同步方法 赵云波, 卢帅领, 郝小梅, and 梁启鹏 [Abs]

   一种基于XCOS和NS3的协同仿真时间同步方法，包括：安装NS3中协同仿真接口,在NS3中安装套接字服务端程序,定义缓冲区，缓存SCILAB同步数据; 安装SCILAB中协同仿真接口；初始化NS3仿真脚本；新建NS3仿真脚本，在脚本中定义NS3仿真模块，定义初始化函数：节点设置函数、网络拓扑建立函数、信道属性配置函数、网络设备创建函数、网络协议栈安装函数、仿真开始及结束函数，通过NS3协同仿真接口初始化函数传值完成NS3配置；NS3同步机制设计；SCILAB内XCOS控制系统模型搭建；搭建被控对象模型；搭建控制器模型；搭建执行器模型；协同仿真软件间时间同步机制实现；绘制协同仿真结果图；最终实现在网络化控制系统仿真中得到高精度的仿真结果。

3. 一种基于有扰无线网络化控制系统延时估计的逼近控制策略方法 赵云波, 卢帅领, and 梁启鹏 [Abs]

   基于延时估计的控制策略方法，针对有扰无线网络化控制系统，在延时概率转移矩阵未知的前提下，提出了EBAC控制方法。EBAC方法采用分段逼近的策略，将延时概率转移矩阵的估计与控制增益相结合，使控制器增益随概率转移概率估计的收敛而更新，有效的利用了延时信息。通过更改逼近控制器中的控制增益更新时刻判断条件，使控制增益在有扰情况下可以持续更新，其次针对满足分段Markov特性的延时特性，设计了数据包抖动检测模块用以检测延时特性的突变。利用Markov跳变系统方法得到了保证系统均方最终一致有界的充分条件，并得到了相应的控制器。最后通过一个实例仿真说明了所设计的控制策略能在延时转移矩阵未知以及分段Markov特性下保证系统的稳定性。

4. 一种基于TCP套接字的SCILAB与NS3协同仿真接口方法 赵云波, 卢帅领, 梁启鹏, and 闫文晓 [Abs]

   基于 TCP 套接字的 SCILAB 与 NS3 协同仿真接口方法，首先是 SCILAB 和 NS3 软件的安装和配置；编写 SCILAB 接口程序； NS3 内接口程序的编写； SCILAB 内接口编程；编写 SCILAB 联合仿真循环程序，设置步数变量，是循环运行仿真 的次数，设置主循环函数， XCOS 输出数据变量通过扩展程序，发送给 NS3 ，同 时接受 NS3 上次仿真的结果， 存放到文件中 并读取到 SCILAB 工作空间， 作为 XCOS 的输入数据值，启动 XCOS ， XCOS 启动后从 SCILAB 工作空间读取 NS3 发 送的值并开始仿真，将每次运行得到的延迟信息和数据包的值保留下来，结束 循环，分别画出节点的延迟分布图和系统响应图。最终实现在网络化控制系统 仿真中得到高精度的仿真结果。本发明仿真精度高，兼具开源和低成本的优点。

学位论文

Theses

1. 基于Scilab和ns-3的网络化控制系统联合仿真平台设计 卢帅领 浙江工业大学, 杭州 2021 [Abs] [pdf]

   基于控制与通信融合的联合仿真是网络化控制系统一种主要且具有独特优 势的仿真实验方式，在这种仿真方式中，由擅长于控制系统仿真的数学计算软件 仿真控制系统模块，由网络仿真软件仿真网络通信模块，之后将两个模块的仿真 融合，形成完整的网络化控制系统仿真。这样既实现对网络化控制系统分模块精 确仿真，又不破坏仿真实验的整体性，在网络化控制系统仿真实验中具有巨大的 优势。 然而，现有的网络化控制系统联合仿真平台大多基于 MATLAB 开发，这种 基于 MATLAB 搭建的仿真平台往往有难以深度定制功能、不能二次发布、高成 本、高版权风险和难以推广应用等缺点，也不符合国内开源生态发展的趋势。因 此，设计并开发一种开源免费的网络化控制系统联合仿真平台具有相当重要的现 实意义。 本文对网络化控制系统的仿真实验做了深入研究，分析了近年来网络化控制 系统仿真工具的发展，提出了一种基于开源免费软件的网络化控制系统联合仿真 平台，选取用于控制系统仿真的开源数学计算软件 Scilab 和开源网络仿真软件 ns-3 作为搭建网络化控制系统联合仿真平台的软件。本文的主要工作如下： (1) 设计了基于 Scilab 和 ns-3 的联合仿真平台总体架构和用于 Scilab 和 ns-3 软件间通信的联合仿真接口程序。联合仿真平台架构中确定了联合仿真平台的各 模块功能以及模块之间的通信方式，还规定了各功能模块运行的次序。联合仿真 接口程序连接 Scilab 和 ns-3 的程序接口，统一两个软件数据交换的格式，实现 Scilab 和 ns-3 仿真结果的交换与解析。 (2) 设计了用于同步 Scilab 和 ns-3 仿真时间的主从式周期同步机制。 根据 Scilab 和 ns-3 两种软件驱动方式的不同以及联合仿真对时间同步的需求，设计了 一种主从式周期同步机制用于协调 Scilab 和 ns-3 联合仿真的次序并同步两软件 的仿真时间，能够保证联合仿真平台的正常运行。 (3) 通过典型实例验证了联合仿真平台的可用性。一方面，通过仿真有损多 包传输的无线网络控制系统验证了联合仿真平台对多包传输的无线网络控制系 统的有效性，另一方面，通过与其他仿真方式的仿真实验结果对比，验证了联合 仿真平台的可靠性。

毕业去向

杭州新华三技术有限公司， 软件开发工程师