分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)若干控制問題研究.pdf

1、西南交通大學博士學位論文分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)若干控制問題研究姓名：張湘申請學位級別：博士專業(yè)：電力電子與電力傳動指導教師：肖建20081201第ll頁西南交通大學博士研究生學位論文上，本文簡要地介紹了國內(nèi)外分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及相關方面的工作。其次，本文在分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的時延問題和系統(tǒng)的基本結構模型的基礎之上，建立了分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中通信網(wǎng)絡部分與系統(tǒng)被控對象聯(lián)合形成的網(wǎng)絡化廣義被控對象的數(shù)學模型。本文將分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)分

2、為兩類：一類是控制系統(tǒng)的前向通道和反饋通道均存在傳輸時延的雙通道時延型系統(tǒng)，另一類是僅在控制系統(tǒng)的反饋通道中存在傳輸時延的反饋通道時延型系統(tǒng)。本文從兩個方面分別建立了分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的兩種數(shù)學模型：一種將系統(tǒng)建模為時滯系統(tǒng)，另一種將系統(tǒng)建模為大延遲系統(tǒng)。本文在連續(xù)時間域以及離散時間域中分別地對兩類系統(tǒng)建立了相應的數(shù)學模型。其中，為了簡化系統(tǒng)建模和便于系統(tǒng)分析，兩類系統(tǒng)在離散時間域中是以時間驅(qū)動方式工作的，即傳感器、控制器和執(zhí)行器都是基

3、于時間觸發(fā)的。本文在分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的第一種數(shù)學模型的基礎之上，給出了系統(tǒng)輸出反饋控制的穩(wěn)定性存在定理以及鎮(zhèn)定控制器參數(shù)的綜合設計。再次，本文以分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的第二種數(shù)學模型為基礎進行了系統(tǒng)的綜合設計。本文提出了Smith時延補償控制的綜合設計法以及最優(yōu)化控制設計法。對于Smith預測器法，本文從輸出反饋控制和狀態(tài)反饋控制兩方面來設計控制器，分別得到了基于Smith預測器的輸出反饋控制器和狀態(tài)反饋控制器及與其相關的狀態(tài)觀測器。對于

4、最優(yōu)化控制設計法，本文做了時延系統(tǒng)與無時延系統(tǒng)的線性二次型性能指標的等效變換。在此基礎之上，為分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)設計了無限時間最優(yōu)化控制。本文提出了通信與控制的協(xié)同最優(yōu)化控制方法。本文采用輸入滯后變換為系統(tǒng)的擴展狀態(tài)項的方法對分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)作了穩(wěn)定性分析和系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制的綜合設計。本文將存在數(shù)據(jù)丟包的分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)建模為跳躍系統(tǒng)并作了穩(wěn)定性分析和控制綜合設計。本文對分布式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的輸入多采樣率控制進行了研究。最后，本文對