基于信號量化和Delta算子模型的系統(tǒng)分析與優(yōu)化.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)和信息傳輸?shù)牡陌l(fā)展，信息流量越來越大，為了減小信息傳輸量，信號量化器的使用越來越普遍。信號量化后，會引入量化誤差，從而給系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)性能帶來不利的影響。所以對量化的研究有著非常重要的實用價值。同時由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和自動控制等領(lǐng)域的實際需要，離散采樣控制系統(tǒng)得到了充分的發(fā)展，但是當(dāng)采樣頻率很高時，傳統(tǒng)的信號處理和控制方法存在著不可避免的缺陷。Delta變換是一種新的離散化方法，在處理高速采樣系統(tǒng)時，由它描述的離散模型隨

2、著采樣頻率的提高趨近于原連續(xù)系統(tǒng)模型，所得結(jié)論也與連續(xù)系統(tǒng)的結(jié)論相似，較好的解決了傳統(tǒng)移位算子描述的離散模型容易產(chǎn)生數(shù)值不穩(wěn)定等問題。Delta算子描述下的離散系統(tǒng)的反饋控制理論，已成為當(dāng)前控制界的一個前沿研究課題，對實際控制系統(tǒng)，尤其是對高速采樣系統(tǒng)來說具有十分重要的理論和實際意義。本文主要從以下幾個方面對Delta算子和量化系統(tǒng)做了探討。由Delta變換的定義，推出Delta域、S域、Z域之間的映射關(guān)系，并分析了Delta變換下離散

3、系統(tǒng)的可控性，得出Delta算子描述的線性定常系統(tǒng)的能控性無論在定義上還是在判別法則上均與傳統(tǒng)的描述方法一致。并且以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)為例，針對系統(tǒng)中存在的誘導(dǎo)延時，采用Delta算子對連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行離散化，在Delta域內(nèi)應(yīng)用動態(tài)規(guī)劃方法，研究Delta算子描述下的離散系統(tǒng)存在最優(yōu)控制器的條件，設(shè)計了基于Delta算子描述下的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的最優(yōu)反饋控制器。并且驗證和比較了在高速采樣系統(tǒng)下，基于Delta算子的NCS的離散模型更逼近于連續(xù)系統(tǒng)模型。

4、采用線性矩陣不等式(LMI)處理方法研究了Delta算子描述的不確定離散系統(tǒng)的輸出反饋保成本控制問題，設(shè)計了輸出反饋控制器，使得閉環(huán)不確定系統(tǒng)不僅是魯棒穩(wěn)定的，而且對所有允許的不確定性，給定二次型性能指標(biāo)的閉環(huán)性能值不超過某個確定的上界。對量化的研究中，設(shè)計了由量化控制器和線性控制器聯(lián)合組成的一個穩(wěn)定控制器。對于不穩(wěn)定系統(tǒng)，首先通過量化控制器將不穩(wěn)定系統(tǒng)約束在線性區(qū)域，然后由線性控制器將系統(tǒng)穩(wěn)定在平衡點，從而使不穩(wěn)定系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定。并分析