一类马尔科夫跳跃系统的网络化控制问题研究

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网络控制系统中的被控对象大多被安置于远离控制室的地方,此时系统容易受到外界随机事件、扰动的影响,从而导致系统结构发生变化。这种由随机事件、扰动引起的系统的结构变化,往往可以被建模成随机切换模型或者混合动态模型。Markov跳跃系统作为一类具有Markov跳跃参数的混合动态模型,系统中各模态之间的随机切换符合Markov过程。因此Markov跳跃系统是刻画网络化控制系统中的被控对象特性的有效方式。本文以网络中运行的Markov跳跃系统为被控对象,与其他网络化控制系统中的被控对象相比,除了系统状态,系统模态(Markov跳跃参数)也是需要在网络中传输的信息。从网络时延和数据丢包等网络特性对信息传输的影响角度出发,本文研究面向信息网络的Markov跳跃系统的网络化控制问题。具体研究内容和取得的成果如下:研究了一类带有饱和执行器和时延的双线性Markov跳跃系统的随机镇定性。以这类双线性Markov跳跃系统为例,对Markov系统模型背景和研究方法等进行了简述,对时延和饱和执行器对系统性能的影响进行了分析,给出系统在所给控制律下的随机稳定性条件,同时考虑到扰动对系统的影响,研究了系统的H∞控制问题。对Markov跳跃参数可观测情况下,Markov跳跃系统的网络化控制进行了研究。在对网络化控制系统的被控对象分析的基础上,建立起Markov跳跃系统的网络化控制问题,利用随机系统的分析方法,并考虑网络丢包和时延等网络化控制的特点对系统带来的影响,分析了系统的状态反馈镇定性问题,给出系统在状态反馈控制下随机镇定的充分性条件,揭示网络时延和丢包对系统控制性能的影响。对Markov跳跃参数不可观测情况下,Markov跳跃系统的网络化控制进行了研究。在对系统的跳跃参数进行估计的基础上,给出自适应反馈控制律,同时考虑网络的时延和丢包等问题,给出在此控制律下,系统可镇定的充分性条件。另外,本文对主要的设计方案都进行了仿真研究。仿真结果表明,所提方案可以获得较好的控制效果。在论文的最后,对所做工作进行了总结,并给出了进一步研究的方向。
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