存在丢包和时延的网络控制系统的保性能控制

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在国际控制理论界,网络控制系统已经成为一个学术热点话题。从发现其特殊性并研究到现在已经有了初步的进展并获得了肯定。网络的加入使系统较传统的系统有可靠性、灵活性、连线少等更多的优点,但也带来了网络诱导时延和数据包丢失等不利的因素。但这样的系统更贴近生活,研究也就具有更深刻的现实意义。本文主要针对双边网络并同时存在丢包和时延的网络控制系统,进行了稳定性的分析和保性能控制。系统就可以被建模为拥有事件约束的异步动态系统,再通过构造合适的Lyapunov函数,证明系统是稳定的。还可以通过设计一个控制器来确保闭环系统的鲁棒稳定,因此又研究了系统的保性能控制。具体如下:首先,针对控制器-执行器通道的时延为长时延和传感器-控制器通道的时延为短时延,且单包传输有数据包丢失的网络控制系统,分别采用状态反馈控制器和动态输出反馈控制器,进行建模和稳定性分析;其次,一般情况下为了化简系统,便于研究都将参数假定是确定的。而本文考虑有不确定系统参数介入的情况,并且是在存在不确定时延和丢包的基础上的。利用线性矩阵不等式、李雅普若夫函数等知识研究其稳定性;最后,分析了同时考虑时延和丢包的网络控制系统的保性能控制,找出了保性能控制律存在的条件,和相应的保性能控制律,再通过仿真算例证明其可行性。
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