具有輸入飽和的變采樣網絡化控制系統(tǒng)設計.pdf

1、網絡化控制系統(tǒng)不僅實現了工業(yè)現場可視化，取得更好的人機交互效果，還可以通過生產過程中得到的各類信息來實施遠程控制和診斷。這使得系統(tǒng)靈活性更強，生產過程更安全，生產的產品品質更好。目前，網絡化控制系統(tǒng)已被成功應用于航空航天、遠程機器人控制、無線傳感器網絡、過程控制等領域。然而，由通信約束帶來的網絡時延、變采樣、丟包等問題會使得控制系統(tǒng)性能下降，甚至導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。另一方面，由于實際系統(tǒng)都具有控制輸入飽和問題，它也會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性及控制性

2、能。因此綜合考慮控制輸入飽和約束和網絡化系統(tǒng)中的其他問題是非常有必要的。本文主要針對具有控制輸入飽和約束的網絡化控制系統(tǒng)中時變采樣周期和短時變時延兩個問題展開研究，主要工作如下：
　　1)研究具有時變采樣周期和控制輸入飽和約束的網絡化控制系統(tǒng)保性能控制器設計問題。根據采樣周期的不同，將閉環(huán)系統(tǒng)建模成一個具有多個子系統(tǒng)的離散時間切換系統(tǒng)。基于李雅普諾夫穩(wěn)定性原理及平均駐留時間方法，給出具有控制輸入飽和約束的最優(yōu)保性能狀態(tài)反饋控制器的

3、設計方法。
　　2)研究具有短時變時延和控制輸入飽和約束的網絡化控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及保性能控制器設計問題。將具有短時變時延的網絡化控制系統(tǒng)建模成一個具有范數有界不確定性的時不變系統(tǒng)。對于給定的時延下界和上界，確定了時延的名義值和不確定性的范數上界后，采用魯棒控制方法，給出具有控制輸入飽和約束的保性能狀態(tài)反饋控制器的設計方法。
　　3)搭建了網絡化液位系統(tǒng)平臺，并在此平臺上實驗驗證了本文提出的算法的有效性。采用機理建模方法建立