網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及量化影響分析.pdf

1、隨著科技和工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)今工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制要求。隨著網(wǎng)絡(luò)通信在實(shí)際應(yīng)用中的普及，將網(wǎng)絡(luò)通信和控制系統(tǒng)相結(jié)合而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)便因此誕生了。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制系統(tǒng)，其最大特點(diǎn)就是利用網(wǎng)絡(luò)連接控制系統(tǒng)中的傳感器、控制器和執(zhí)行器。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)因網(wǎng)絡(luò)的引入而具有很大的優(yōu)勢(shì)，如：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、升級(jí)維護(hù)方便、降低布線(xiàn)成本、管控一體化、可靠性高等。但也由于網(wǎng)絡(luò)的引入帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò)本身固有的物理局限性，

2、如網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延、丟包、信息安全、信道帶寬限制等缺陷。正因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)還有這么多缺陷的存在，所以為了更好地將網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)控制當(dāng)中，我們就很有必要對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。
　　自從G.C.Walsh在1999年首次提出網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的概念以來(lái)，廣大學(xué)者已經(jīng)花了很多心血在對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究上，也取得了很多研究成果。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究主要基于時(shí)滯系統(tǒng)模型、量化器模型、切換系統(tǒng)模型和馬爾科夫鏈模型四種系統(tǒng)模型。研究?jī)?nèi)容主

3、要有穩(wěn)定性分析、魯棒控制、濾波和量化控制等等。本文主要研究網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題及量化器給穩(wěn)定性帶來(lái)的影響。
　　緒論章節(jié)主要介紹了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的概念、優(yōu)缺點(diǎn)、研究意義及研究現(xiàn)狀。在總結(jié)已有的研究成果時(shí)發(fā)現(xiàn)：很多學(xué)者在處理積分項(xiàng)時(shí)會(huì)忽略一些有效信息，從而給得到的結(jié)果帶來(lái)了一定的保守性。此外，很多學(xué)者采用時(shí)滯分解法來(lái)分析網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題，但是很少把時(shí)滯分解法應(yīng)用到對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的量化研究中去，所以采用時(shí)滯分解法來(lái)研究網(wǎng)絡(luò)控

4、制系統(tǒng)的量化影響時(shí)是否可以減小結(jié)果的保守性有待進(jìn)一步研究。本文就針對(duì)上述提出的問(wèn)題，基于時(shí)滯系統(tǒng)模型和量化器模型對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行相應(yīng)的研究。
　　第一部分研究了標(biāo)稱(chēng)形式的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題，考慮存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)滯和數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象的情況，采用了不等分的時(shí)滯分解法，將人為構(gòu)造的?(t)分解為?1(t)和?2(t)，構(gòu)造了一個(gè)新的Lyapunov-Krasovskii泛函，并在處理對(duì)泛函求導(dǎo)產(chǎn)生的積分項(xiàng)時(shí)保留了被很多學(xué)者忽略

5、的有效項(xiàng)，分別應(yīng)用凸組合和凸優(yōu)化原理得到了比現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)保守性更小的穩(wěn)定性準(zhǔn)則。并通過(guò)本文所得命題之間的橫向?qū)Ρ龋贸鲆粋€(gè)結(jié)論：在保證最優(yōu)結(jié)果的前提下應(yīng)采用形式盡量簡(jiǎn)單、運(yùn)算效率盡量好的穩(wěn)定性準(zhǔn)則。
　　第二部分基于前面的研究，將時(shí)滯分解法應(yīng)用到帶對(duì)數(shù)量化器網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析當(dāng)中，基于Lyapunov-Krasovskii泛函方法，得到了一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則。最后，給出的數(shù)值示例驗(yàn)證了所得穩(wěn)定性準(zhǔn)則的有效性，并通過(guò)跟現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)的