基于混雜系統(tǒng)理論的網(wǎng)絡(luò)化控制研究.pdf

1、混雜系統(tǒng)研究是控制科學(xué)與工程中的一個(gè)重要的研究方向.網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的混雜系統(tǒng),該文利用混雜系統(tǒng)的建模、分析和控制方法研究了網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、優(yōu)化控制與TCP擁塞控制的性能評估等問題.該文首先從建模、分析、控制綜合、應(yīng)用等多個(gè)方面對混雜系統(tǒng)的研究進(jìn)展進(jìn)行了比較系統(tǒng)的總結(jié),并介紹了該文的選題背景和主要內(nèi)容.其次,分析了網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的基本特征,用采樣數(shù)據(jù)反饋控制系統(tǒng)模型來描述網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng);利用具有時(shí)滯的混雜系統(tǒng)穩(wěn)定性分析理

2、論,推導(dǎo)了在采樣時(shí)刻具有分段恒定時(shí)滯的采樣數(shù)據(jù)反饋控制系統(tǒng)在采樣周期為h時(shí)保持穩(wěn)定的充分條件;在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)控制器實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的鎮(zhèn)定.第三,采用時(shí)滯混雜自動機(jī)模型研究存在時(shí)滯的多模式網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,給出了系統(tǒng)保持穩(wěn)定的充分條件,提出了構(gòu)造多Lyapunov泛函來判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法;針對在時(shí)滯混雜自動機(jī)中連續(xù)性子系統(tǒng)為線性時(shí)不變時(shí)滯系統(tǒng)的情況,將尋找公共Lyapunov泛函的問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)線性矩陣不等式的求解問題,并分

3、析該類系統(tǒng)的穩(wěn)定性.第四,采用隨機(jī)混雜自動機(jī)模型來描述TCP擁塞控制的"和式增加積式減少(AIMD)"行為;研究了擁塞窗口動態(tài)行為表現(xiàn)出的統(tǒng)計(jì)特征,得到了網(wǎng)絡(luò)連接平均吞吐量的表達(dá)式;分析了丟包概率對網(wǎng)絡(luò)吞吐量的影響,評估TCP擁塞控制性能;并研究了在廣域網(wǎng)擁塞控制中重傳定時(shí)器(Retransmission Timer)的超時(shí)處理機(jī)制,得到具有一般性的結(jié)果.第五,采用分段仿射系統(tǒng)模型描述基于狀態(tài)切換的多模式網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng),研究了在有限時(shí)間