通信受限網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)非均勻采樣控制.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是一種將地域上分布的傳感器、控制器以及執(zhí)行器通過共享網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交互的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，是基于網(wǎng)絡(luò)的全分布式控制系統(tǒng)。這種新型的控制系統(tǒng)近年來受到了廣泛的關(guān)注。與傳統(tǒng)點(diǎn)對點(diǎn)控制系統(tǒng)相比具有布線少、成本低、易于擴(kuò)展與維護(hù)、可實(shí)現(xiàn)信息資源共享以及遠(yuǎn)程操作等優(yōu)點(diǎn)。因此，在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是共享通信網(wǎng)絡(luò)的介入，不可避免地給網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)帶來了諸如網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延、數(shù)據(jù)包丟失、網(wǎng)絡(luò)通信受限、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度等很多嶄新的問題。這些問題的存在

2、使得網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析變得非常復(fù)雜。
　　本文主要針對一類存在通信受限的多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，分析了在有限的通信信道下，系統(tǒng)的建模、網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度以及控制器設(shè)計(jì)等問題。主要內(nèi)容安排如下:
　　首先，針對任一時(shí)刻只允許部分傳感器和控制器訪問網(wǎng)絡(luò)的約束條件，引入了采樣序列和更新序列來描述系統(tǒng)的調(diào)度策略。利用提升技術(shù)建立了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的增廣狀態(tài)空間模型。基于此模型分析了系統(tǒng)的能控性、能觀性以及輸出反饋控制器的設(shè)計(jì)方法。通過仿真

3、實(shí)例驗(yàn)證了結(jié)論的可行性。
　　其次，進(jìn)一步建立了集成控制與調(diào)度策略的通信受限網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模型。給出了此類系統(tǒng)可調(diào)度條件以及閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定性條件，同時(shí)基于線性矩陣不等式(LMIs)方法給出了輸出反饋控制器的設(shè)計(jì)方法。通過仿真分析了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)性能不僅與控制器設(shè)計(jì)相關(guān)，也和調(diào)度策略有關(guān)。
　　最后，針對具有噪聲影響的通信受限網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，建立了一種新的集成控制與調(diào)度策略的系統(tǒng)模型。根據(jù)卡爾曼濾波器思想設(shè)計(jì)了基于輸出值的最優(yōu)狀態(tài)