無線網絡控制系統(tǒng)的濾波與控制.pdf

1、無線網絡控制系統(tǒng)是一類利用無線通訊網絡進行數據傳輸、實現(xiàn)檢測和反饋控制的系統(tǒng)。它是自動控制技術、通信技術和計算機科學發(fā)展與融合的產物。由于無線網絡控制系統(tǒng)具有易于安裝和維護、鋪設成本低、靈活性高等優(yōu)點，無線網絡控制系統(tǒng)已經在化工生嚴、汽車制造、航空航天等領域得到了廣泛應用。近十年來，無線網絡控制系統(tǒng)的研究受到廣大學者的密切關注，成為一個備受矚目的領域。然而無線通信網絡的引入卻為控制系統(tǒng)的分析與設計帶來諸多的困難，比如時間滯后、數據包丟失

2、、量化誤差、功率控制和時變的網絡拓撲結構等一系列問題。
　　 本論文主要關注無線網絡控制系統(tǒng)的分析與綜合。研究了無線網絡控制系統(tǒng)在網絡誘導時滯、數據包隨機丟失、傳感器非線性等情況下的鎮(zhèn)定、H∞濾波等問題。
　　 論文的主要研究內容包括以下幾個方面:
　　 (1)為了研究網絡誘導時滯的特性，首先介紹基于ZigBee技術的無線網絡數據傳輸測試平臺的設計和實現(xiàn)。在這個平臺上，對三種常見的網絡拓撲結構進行了上百小時的數據

3、傳輸測試，并根據得到的數據對網絡誘導時滯的產生原因、組成及規(guī)律進行了分析;
　　 (2)針對研究采樣速率與有限的無線通信帶寬之間的矛盾，分別討論了在三種不同的采樣周期切換策略下使得無線網絡控制系統(tǒng)獲得隨機穩(wěn)定的算法，數值算例驗證了所得方法的有效性;
　　 (3)針對無線網絡控制系統(tǒng)中隨機出現(xiàn)的傳感器非線性和數據包丟失，利用Lyapunov-Krasovskii方法設計了一種H∞濾波器，該濾波器不但使得濾波誤差系統(tǒng)達到隨機

4、穩(wěn)定而且還能滿足給定的H∞噪聲抑制水平;
　　 (4)提出了多重網絡環(huán)境的概念，并利用Markov跳變矩陣對多重網絡環(huán)境之間的轉換進行描述，使得閉環(huán)系統(tǒng)鎮(zhèn)定的控制器可以通過求解一系列的雙線性矩陣不等式實現(xiàn);
　　 (5)為了減少多重網絡環(huán)境下控制器之間的切換次數，以及降低求解控制器過程中的計算量，提出了一種以區(qū)間為元素的轉移矩陣描述方法。該方法通過為多重網絡環(huán)境設計一個魯棒控制器從而有效地降低了計算復雜度。相應的控制器參