具有任意丟包和時延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)濾波研究.pdf

1、控制信號和反饋信號以數(shù)據(jù)包的形式在系統(tǒng)的多個組件之間通過網(wǎng)絡(luò)互相傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)。而通信網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定特性常常會引起系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸延遲以及多包傳輸、數(shù)據(jù)擁塞、時序錯亂和丟包等現(xiàn)象，這樣就不可避免地影響了控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。所以具有時滯和丟包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究多年來受到了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。
　　對于含有時延或者丟包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其穩(wěn)定性與控制問題至關(guān)重要。文中首先研究了一類包含不確定時變

2、時滯的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)時滯依賴魯棒穩(wěn)定性，獲得了時滯依賴穩(wěn)定性判據(jù)。其次，本文還研究了一類具有任意丟包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)關(guān)于丟包補償?shù)姆€(wěn)定性分析與控制問題，得到系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)域。再次，針對同時包含丟包和時延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進行濾波估計研究，設(shè)計最優(yōu)濾波器。
　　具體研究內(nèi)容為以下幾個方面:
　　(1)針對一類具有范數(shù)有界攝動不確定參數(shù)和非線性攝動不確定參數(shù)的時變時滯網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，通過構(gòu)造適當(dāng)?shù)腖yapunov泛函利用Jensen不等式變換

3、技術(shù)導(dǎo)出該系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性的充分條件，以線性矩陣不等式來表達。
　　(2)針對一類具有任意丟包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的線性二次型高斯控制(LQG)問題，考慮置零輸入和保持輸入兩種補償方法，通過Kalman濾波器處理過程噪聲和測量噪聲，獲得相應(yīng)的臨界丟包率，用濾波估計值來設(shè)計最優(yōu)控制器，通過求解最優(yōu)值函數(shù)求得最優(yōu)控制器增益，對兩種丟包補償方法分別得到最優(yōu)控制律和控制器/執(zhí)行器之間的臨界丟包率，結(jié)論表述為線性矩陣不等式表示。
　　(3)針