网络化系统通信序列与控制器设计研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:liuguoqiangswu
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网络化控制系统(NCS)是指通过共享通信介质将分布于不同地理位置的大量传感器和执行器与一个或多个控制器相连接并交换信息,形成闭环的一种全分布式实时反馈控制系统。在NCS中,由于通信网络通常具有有限的带宽,故在任意时刻只有有限数目的传感器和执行器可以与控制器进行通信。因此,在网络化控制系统中,输入输出通信序列与反馈控制器的协同设计问题是一个值得深入研究的关键性问题。到目前为止,控制与通信序列的协同设计问题仍是一个极具挑战性的问题。本文在前人研究的基础上,借助时滞系统分析方法和切换系统理论,针对多种网络诱导因素共存的线性网络化控制系统,提出了动态通信序列和反馈控制策略设计的新方法。其主要内容如下:作为本文进行理论分析的基础,研究了具有多个继发状态时滞组分的一般线性时滞的时滞依赖稳定性问题。通过采用Lyapunov-Krasvoskii方法,利用时滞系统相关处理方法获得了这类时滞系统鲁棒H∞渐近稳定性所满足的通用条件。并将所得鲁棒H∞渐近稳定性结论应用到网络化控制系统的鲁棒H∞控制中。基于时滞依赖方法和切换系统理论,针对网络两侧同时存在时变继发延迟、数据包丢失和量化影响的网络化控制系统,提出了输入输出通信序列协同设计的新方法。作为以上工作的延续,针对同时存在继发时变延迟在采用多包传输策略的条件下,解决了动态输出反馈控制器和输入输出通信序列协同设计问题。针对三种类型的网络诱导:时变延迟、独立同分布(i.i.d.)延迟和Markovian延迟,分别研究了可控和可观通信序列下的输出反馈控制问题。最后对全文所做工作进行了总结,并为将来的研究工作提出了有益的建议和参考思路。
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