線性與非線性網(wǎng)絡控制系統(tǒng)及其電氣工程應用研究.pdf

1、通過網(wǎng)絡實現(xiàn)閉環(huán)的網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)(NCS-Networked Control System)已經(jīng)日漸成為一個極具挑戰(zhàn)性和富有前景的研究領域。論文在近年來國內(nèi)、外關于網(wǎng)絡控制系統(tǒng)理論研究成果的基礎上，針對從電氣工程領域抽象出來的兩類受控對象-線性時不變被控對象和Lurie非線性被控對象，研究了NCS的建模、鎮(zhèn)定、保性能最優(yōu)控制、H∞最優(yōu)控制、絕對穩(wěn)定性等問題，主要研究成果如下：
　　 1.對于具有時鐘驅動傳感器節(jié)點，事件驅動控制器

2、和執(zhí)行器節(jié)點，且不確定時延不超過一個采樣周期的線性時不變被控對象網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，利用Lyapunov方法和線性矩陣不等式研究了狀態(tài)反饋NCS的建模、魯棒鎮(zhèn)定、保性能最優(yōu)控制和對于噪聲擾動的H∞最優(yōu)控制問題。狀態(tài)反饋NCS可建模為含有不確定性的離散時變系統(tǒng)，分別給出了狀態(tài)反饋NCS魯棒穩(wěn)定的條件和魯棒鎮(zhèn)定律、保性能最優(yōu)控制律和H∞撮優(yōu)控制律設計方法。
　　 2.對于具有時鐘驅動傳感器和控制器節(jié)點、事件驅動執(zhí)行器節(jié)點和存在有界的時變網(wǎng)

3、絡時延和數(shù)據(jù)包丟失的線性時不變被控對象網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，可以將其建模為具有時變時滯的等效系統(tǒng)。利用Lyapunov-Krasovskii泛函和線性矩陣不等式，可得到變量數(shù)目少、無需知道調(diào)節(jié)參數(shù)且求解時無需使用重復迭代的NCS狀態(tài)反饋次優(yōu)和最優(yōu)H∞控制律的設計方法；
　　 3.研究了Lurie非線性被控對象中存在隨機時變網(wǎng)絡時延的狀態(tài)反饋網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)的絕對穩(wěn)定性問題。首先將Lurie網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)建模為一個時滯Lurie系統(tǒng)，然后利

4、用Newton-Leibniz公式和添加自由權矩陣的方法給出時滯依賴的穩(wěn)定性條件，并給出狀態(tài)反饋控制器增益矩陣的求解方法。
　　 4.在針對Lurie非線性被控對象的，存在隨機時變的網(wǎng)絡時延、丟包和亂序的動態(tài)輸出反饋Lurie網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)的絕對穩(wěn)定性研究中，首先將Lurie網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)建模為一個多時滯的Lurie系統(tǒng)，利用添加自由權矩陣的方法給出了時滯依賴的穩(wěn)定性條件。在此基礎上通過添加一等式約束，將系統(tǒng)轉化為以線性矩陣不等