【摘 要】
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网络化控制系统自被提出以来已成为控制领域的重要研究方向,在工业控制、过程控制、能源系统、航空航天系统、智能系统和微电网等领域得到推广和应用,在其中扮演这重要的角色。但随着信息技术的革新,网络化控制系统也出现了一系列新的问题。其中,介质访问约束作为网络化控制系统中的重要影响因子,引起了学者们的研究兴趣并获得了丰硕的研究成果,但现有文献大多基于系统状态信息设计控制策略,如何利用系统输出设计控制器还未引
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网络化控制系统自被提出以来已成为控制领域的重要研究方向,在工业控制、过程控制、能源系统、航空航天系统、智能系统和微电网等领域得到推广和应用,在其中扮演这重要的角色。但随着信息技术的革新,网络化控制系统也出现了一系列新的问题。其中,介质访问约束作为网络化控制系统中的重要影响因子,引起了学者们的研究兴趣并获得了丰硕的研究成果,但现有文献大多基于系统状态信息设计控制策略,如何利用系统输出设计控制器还未引起学者们足够的重视,另外对于广泛应用于工业过程中的模型预测控制这类较新颖控制方法如何降低介质访问约束对系统的影响还未得到深入研究。最后,针对网络化控制系统的状态估计和滤波问题研究成果相比控制策略取得的成果还比较少,因此,亟需对上述这些问题展开深入研究。本文首先研究了在介质访问约束和时变短时延共同影响下的网络化控制系统动态输出反馈控制问题。基于李雅普诺夫稳定性理论设计了动态输出反馈控制器使得闭环系统随机稳定并具有良好的鲁棒性能。在此基础上,将单端介质访问约束问题扩展到双端介质访问约束问题,针对控制实践过程中常见的时滞系统和控制输入约束现象,研究了一类存在介质访问和控制输入约束离散时滞网络化系统的鲁棒模型预测控制器的设计问题,分析了时变时滞上界与系统鲁棒性能指标之间的关系。其次,研究了一类存在信号量化和介质访问约束的网络化控制系统状态估计问题。基于李亚普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式技术给出状态估计器存在的充分条件。最后,定性地分析了信号量化参数与输出补偿系数对系统H∞性能的影响。再次,针对混合时滞时变系统,建立了统一框架分别在三种典型通信协议(随机、R R和WTO D通信协议)和动态量化的影响下,设计了一种卡尔曼形式的递归滤波器。得到了滤波误差协方差上界的充分条件,随后分析了滤波动态误差的均方指数稳定性。最后,总结了主要的研究工作及贡献,并对以后的研究工作重点进行了展望。
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