網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的最優(yōu)估計(jì)和輸出反饋預(yù)測(cè)控制.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)作為一種空間分布式控制系統(tǒng),其控制器與被控對(duì)象以及控制器與傳感器之間通過網(wǎng)絡(luò)相互連接.與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比,網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)信息資源共享和遠(yuǎn)程控制,可靠性高,抗干擾能力強(qiáng),因而越來越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,成為熱門的研究課題.然而,在實(shí)際工業(yè)過程中,網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)依然存在著很多問題,諸如網(wǎng)絡(luò)時(shí)滯、丟包現(xiàn)象,時(shí)序錯(cuò)亂,輸入狀態(tài)受約束等等.
　　時(shí)滯、丟包及約束情況是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中比較常見的問題,如何解決網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中

2、的時(shí)滯和丟包現(xiàn)象以及系統(tǒng)中存在輸入狀態(tài)受約束的情形是本文研究的主要問題.本文首先將數(shù)據(jù)包丟失看作是一種數(shù)據(jù)的無限延遲現(xiàn)象來建立測(cè)量模型,并在狀態(tài)中考慮了時(shí)滯,以此描述時(shí)滯和丟包并存的現(xiàn)象,應(yīng)用新息重組和改進(jìn)的卡爾曼濾波法,設(shè)計(jì)基于統(tǒng)計(jì)特性的最優(yōu)估計(jì)器算法,處理了時(shí)滯和丟包共存的問題;然后,基于李亞普諾夫函數(shù)及狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)輸出反饋控制器,并給出系統(tǒng)的初始穩(wěn)定域描述,進(jìn)而,將該穩(wěn)定域作為終端約束,設(shè)計(jì)輸出反饋預(yù)測(cè)控制算法,使得在穩(wěn)定域外的

3、系統(tǒng)狀態(tài)能夠進(jìn)入穩(wěn)定域內(nèi),以達(dá)到閉環(huán)系統(tǒng)最終穩(wěn)定.
　　本文得到的主要結(jié)果包括以下兩部分:
　　第一,針對(duì)一類同時(shí)含有測(cè)量時(shí)滯和丟包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),研究了系統(tǒng)的最優(yōu)估計(jì)問題.首先,建立數(shù)學(xué)模型描述時(shí)滯和丟包并存現(xiàn)象;其次,重新定義一種觀測(cè)序列;進(jìn)而,根據(jù)黎卡提方程和改進(jìn)的卡爾曼濾波法得到最優(yōu)估計(jì)問題的解決方法;最后,仿真實(shí)例表明,所獲得的算法是有效的.
　　第二,針對(duì)一類網(wǎng)絡(luò)模式下狀態(tài)不可測(cè)的分布式系統(tǒng),給出了基于狀態(tài)