两类网络控制系统保性能控制器的设计

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随着科学技术的发展,计算机技术,网络技术,智能传感器等技术逐渐融入到工业控制系统中,控制系统和网络通信系统的结合已经成为控制理论研究的新方向,为此,网络控制系统(Networked Control System, NCS)应运而生。控制系统中引入网络,使得系统具有可以实现远程控制,易于扩展,易于维护,灵活和费用低廉等优点,使得网络控制系统的研究具有很重要的实际背景。但是,通信网络的存在势必使得控制系统存在一些意想不到的问题,如:网络诱导时延,数据包丢失,数据包时序错乱等。这些不利因素的存在严重的影响了系统的性能,甚至引起系统的不稳定,因此,网络控制系统稳定性的研究具有非常重要的现实意义。本文主要研究了两类网络控制系统保性能控制器的设计问题,基于Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法设计系统的保性能控制器,全文内容概述如下:第一章主要介绍了网络控制系统研究的背景及意义,网络控制系统考虑的问题和研究现状。第二章主要介绍了控制数学基础及本文所需的预备知识,如:均方指数稳定定义,短时延网络控制系统离散化模型,非脆弱控制简介,线性矩阵不等式基础和本文所用基本引理等。第三章主要针对一类短时延网络控制系统,通过将时变不确定时延看作系统时变参数的不确定性,考虑控制器增益扰动,设计非脆弱状态反馈控制器,使得系统渐近稳定的同时满足一定的二次性能指标。第四章研究了一类具有测量数据和控制数据同时丢失的不确定网络控制系统,不考虑系统传输时延。其中,数据随机丢失采用伯努利随机变量描述,对于一般系统和时滞系统,设计了动态输出反馈控制器,使得系统均方指数稳定并满足一定的二次性能指标。第五章主要对全文进行了总结,并对网络控制系统的研究做出展望。
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