具有時延和數(shù)據(jù)丟包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分析與控制.pdf

1、隨著科技的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(networkedcontrolsystem,NCS)隨之產(chǎn)生。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是一種以通信網(wǎng)絡(luò)為傳輸介質(zhì),實現(xiàn)傳感器,控制器以及執(zhí)行器之間數(shù)據(jù)交換的分布式實時反饋控制系統(tǒng)。由于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有資源共享,遠(yuǎn)程分布控制等優(yōu)勢,因此,網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域中。然而系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)時,往往會因為系統(tǒng)各個節(jié)點共享有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬以及通信機制等因素而造成數(shù)據(jù)傳輸延遲,數(shù)據(jù)丟包等問題,從而降低系統(tǒng)性能,嚴(yán)重時可能

2、導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。本文針對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中存在的基本問題,主要做了如下三個方面的研究工作:
　　 (1)針對時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),將系統(tǒng)時延分為固定時延及任意時變時延兩種情形,通過對時延黃金分割以及引入改進(jìn)自由權(quán)矩陣,基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論,給出一種討論時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的新方法,得到了保守性較小的漸近穩(wěn)定性判據(jù)。根據(jù)兩個穩(wěn)定性判據(jù),建立利于LMI工具箱求解的凸優(yōu)化問題,進(jìn)而對最大允許時延進(jìn)行設(shè)計。
　　 (2)考慮時

3、延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制律設(shè)計問題。在設(shè)計狀態(tài)反饋控制律中,把時延分為由傳輸時延的下界和一個時變時延兩部分,在證明過程中,引入一個等式約束條件,避免了雙線性矩陣變量的出現(xiàn),從而簡化了求解狀態(tài)反饋控制律的條件,且通過傳輸時延下界的引入,獲得具有較小保守性的結(jié)果。最后,基于時滯依賴方法設(shè)計輸出反饋控制律和計算最大允許時延,依據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性理論和改進(jìn)自由權(quán)技術(shù),并且不放大任何交叉項,給出保守性較小的求解輸出反饋控制律和計算最大允許時延的條件。