基于死区调度策略的网络控制系统分析与设计

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近些年来,网络控制系统控制与调度的协同设计逐渐成为该领域研究的热点。本文主要研究了一种多阈值死区调度策略下网络控制系统的调度与控制协同设计方法。论文的主要工作及成果如下:  首先,针对一类多传感器MIMO网络控制系统,提出了一种多阈值死区调度与状态反馈控制器协同设计的方法。在分析传感器的传输特性的基础上,提出了多阈值死区调度策略,并给出了NCS的离散时间模型;基于该模型,提出了利用观测器的预测功能来补偿时延和历史数据的不利影响,并分析了系统的稳定性;利用奇异值分解给出了控制器设计的参数化方法。  其次,针对具有数据包丢失的情况,研究了MIMO网络控制系统多阈值死区调度与状态反馈控制器协同设计的方法。将此类MIMO网络控制系统建模为一类具有参数不确定性的离散切换系统。利用多Lyapunov函数和LMI方法,分析了系统的稳定性,并给出了系统鲁棒控制器的设计方法。  最后,针对双边网络双边调度的网络控制系统,提出了一种多阈值死区调度与H∞控制器协同设计的方法。针对控制器和传感器均具有传输死区,且网络诱导时延是不确定的情况,建立了网络控制系统的离散时间模型。利用Lyapunov函数法分析了系统的稳定性,并给出了H∞鲁棒控制器设计方法。  针对上述研究,利用Truetime和LMI工具箱进行了仿真验证,仿真结果表明本文提出的方法是可行的。
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