網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定條件分析和控制器設(shè)計.pdf

1、由于信息通道的帶寬有限，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)在實際應(yīng)用中不可避免地會發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞、誘導(dǎo)時滯以及隨機丟包等問題。針對丟包問題的處理方法很多，建立的數(shù)學(xué)模型也不盡相同。本文根據(jù)丟包處理方法的不同對NCS的建模、穩(wěn)定性分析和控制器設(shè)計問題進行了研究。
　　首先，總結(jié)了在網(wǎng)絡(luò)時滯不超過一個采樣周期時，具有不確定時滯、隨機丟包和外界擾動作用的NCS基于四種驅(qū)動方式的開環(huán)數(shù)學(xué)模型。
　　其次，通過分析具有不確定時滯和隨機丟包的NCS，

2、將其建模為一個具有參數(shù)不確定性的異步動態(tài)系統(tǒng)。依據(jù) Lyapunov原理得出了同時存在不確定時滯和隨機丟包的NCS指數(shù)穩(wěn)定的充分條件，并根據(jù)該條件設(shè)計出相應(yīng)的魯棒控制器。仿真結(jié)果表明：加上控制器后系統(tǒng)的魯棒性更好。
　　再次，通過引入丟包補償器，將網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)包的正常傳輸和丟包情況下的補償控制看成系統(tǒng)的兩個子系統(tǒng)，并將此類系統(tǒng)建模為一類具有參數(shù)不確定性的隨機切換離散系統(tǒng)。根據(jù) Lyapunov穩(wěn)定性理論和線性矩陣不等式(LMI)

3、技術(shù)，給出了保證閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件和魯棒保性能控制器的設(shè)計算法。并通過MATLAB仿真驗證了控制器的有效性。
　　最后，通過對系統(tǒng)隨機丟包的分析，將具有隨機丟包、不確定時滯和外界擾動的NCS建模為含有隨機序列參數(shù)和不確定性的綜合系統(tǒng)，利用含有隨機序列參數(shù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性定義，給出系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件，由該條件得出魯棒最優(yōu)H∞控制器的設(shè)計算法，并通過求解LMI設(shè)計出系統(tǒng)的魯棒最優(yōu)H∞控制器。仿真結(jié)果看出魯棒最優(yōu)H∞控制器使得系統(tǒng)更快的