不確定時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析與綜合.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Networked Control Systems，簡(jiǎn)稱NCSs）是將通信網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)融為一體，形成的一類新的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了所有信息都基于網(wǎng)絡(luò)這個(gè)橋梁在傳感器、控制器、執(zhí)行器之間流轉(zhuǎn)。NCSs在帶來很多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也帶來了不少問題，諸如時(shí)延、數(shù)據(jù)包丟包、數(shù)據(jù)包錯(cuò)序以及執(zhí)行器飽和等問題，再加上系統(tǒng)存在的建模不確定性、外界干擾等問題，使得這類組合系統(tǒng)的分析和綜合變得異常困難。本文充分考慮了時(shí)延、不確定性、飽和執(zhí)行器等由于網(wǎng)

2、絡(luò)而介入的不利因素，基于時(shí)滯系統(tǒng)理論、Lyapunov穩(wěn)定性理論、線性矩陣不等式(LMI)等工具，研究了這類組合系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制器設(shè)計(jì)問題。主要內(nèi)容如下:
　　(1)研究了具有時(shí)變時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、控制器設(shè)計(jì)和時(shí)變時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的H∞問題。首先，運(yùn)用改進(jìn)的自由權(quán)矩陣方法研究了含時(shí)變時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制器設(shè)計(jì)問題，給出了保守性更小的穩(wěn)定性結(jié)論和控制器設(shè)計(jì)方法，并通過數(shù)值分析驗(yàn)證了該方法的有效性;其次，

3、運(yùn)用改進(jìn)了的積分不等式方法研究了含網(wǎng)絡(luò)時(shí)變時(shí)延的線性控制系統(tǒng)的H∞問題，并結(jié)合Lyapunov理論和LMI方法，獲得了H∞穩(wěn)定性條件和H∞控制器。最后，通過數(shù)值仿真，表明該方法能夠有效抑制時(shí)變時(shí)延對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的影響，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的保守性。
　　(2)研究了執(zhí)行器參數(shù)未知的多時(shí)延不確定網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)問題。首先，運(yùn)用牛頓萊布尼茲公式、引入自由權(quán)矩陣對(duì)已有的積分不等式進(jìn)行改進(jìn)，并給出執(zhí)行器參數(shù)未知的多

4、時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性條件和控制器設(shè)計(jì)方法;然后，將所得結(jié)果運(yùn)用到具有執(zhí)行器參數(shù)未知的多時(shí)延不確定網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，根據(jù)范數(shù)有界不確定性的特性，給出了執(zhí)行器參數(shù)未知的多時(shí)延不確定網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件和控制器設(shè)計(jì)策略。最后，通過數(shù)值實(shí)例驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)算法的合理性。
　　(3)研究了含飽和執(zhí)行器、不確定性和時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，采用非線性扇區(qū)法處理飽和環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋控制器，并運(yùn)用Jensen積分不等式和LMI理論給出含飽和執(zhí)行器的