基于隨機切換的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)分析與控制.pdf

1、近年來，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)由于有著重要的理論研究價值和工程實踐背景而受到關(guān)注。本文針對受時延、數(shù)據(jù)包丟失、以及網(wǎng)絡資源約束影響的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，結(jié)合不確定系統(tǒng)、通信序列概念、切換系統(tǒng)、魯棒控制和Markov跳變理論，針對不同特點的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)進行建模、分析及設計。本文完成的主要內(nèi)容如下:
　　首先，針對受不確定短時延和數(shù)據(jù)丟包影響的一類非線性網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，根據(jù)其丟包情況將其建模成離散切換系統(tǒng)，且子系統(tǒng)間切換規(guī)則滿足轉(zhuǎn)移概率已知的Marko

2、v鏈，并結(jié)合Markov鏈的遍歷性等相關(guān)性質(zhì)給出切換頻度的范圍，進而基于平均駐留時間方法，證明在狀態(tài)反饋控制下系統(tǒng)均方指數(shù)穩(wěn)定且滿足H∞性能指標。
　　其次，針對具有通信約束的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，分別采用公共Lyapunov函數(shù)和Lyapunov-Krasovskii函數(shù)研究有限執(zhí)行器和傳感器隨機接入網(wǎng)絡情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定性及模態(tài)相關(guān)控制器的設計方法?；诙虝r延和執(zhí)行器隨機分配的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，將系統(tǒng)建模成一個以一定概率切換的切換系統(tǒng)，并考

3、慮其分配概率的不確定性，給出了閉環(huán)系統(tǒng)隨機穩(wěn)定的充分條件以及控制器的設計方法。進一步考慮系統(tǒng)丟包情況，將丟包和有限傳感器分配過程分別建模成Bernoulli分布和Markov過程，結(jié)合跳變線性系統(tǒng)理論、通信序列概念、拉直算子以及克羅內(nèi)克乘積引理，研究基于丟包、時延和傳感器隨機分配的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，并以LMIs形式給出控制器的設計方法。
　　最后，針對受丟包和量化影響的一類非線性網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，研究基于觀測器的H∞控制問題。