【摘 要】
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在闭环控制中引入通信网络,会使系统的分析和设计变得复杂。客观存在的网络诱导约束,如时延、扰动、网络攻击和信号量化等,会对网络化控制系统的性能造成影响。研究基于事件触发机制的网络化系统的输出反馈控制问题具有重要意义。对系统的建模,稳定性分析,控制器增益和事件触发矩阵的联合设计问题进行了研究。具体的研究工作如下:1)针对网络中的不安全因素,研究了受随机欺骗攻击影响的网络化系统的事件触发扩展耗散控制问题
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在闭环控制中引入通信网络,会使系统的分析和设计变得复杂。客观存在的网络诱导约束,如时延、扰动、网络攻击和信号量化等,会对网络化控制系统的性能造成影响。研究基于事件触发机制的网络化系统的输出反馈控制问题具有重要意义。对系统的建模,稳定性分析,控制器增益和事件触发矩阵的联合设计问题进行了研究。具体的研究工作如下:1)针对网络中的不安全因素,研究了受随机欺骗攻击影响的网络化系统的事件触发扩展耗散控制问题。结合随机欺骗攻击和外部干扰对闭环系统的影响,建立了一种改进的系统模型。借助Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式的方法,设计了事件触发矩阵和输出反馈控制器增益的联合求解方案。通过数值仿真证明了该方法能够降低网络负载,提高系统资源的利用率。2)针对网络诱导时延的随机分布特性和存在的控制器增益摄动,研究了具有随机时延的网络化系统事件触发非脆弱H∞控制问题。充分利用区间时延的概率分布信息和输入时滞的锯齿结构特征,构造了一种改进的Lyapunov-Krasovskii泛函。借助锥补线性化算法给出了非脆弱输出反馈控制器增益和事件触发矩阵的联合求解方法。通过数值算例验证了所提出的非脆弱控制方案的优越性。3)针对量化误差和外部干扰对系统的影响,解决了基于事件触发机制的网络化系统的量化输出反馈H∞控制问题。采用对数量化器对系统的采样信号进行量化,将量化误差转化为扇形界下的不确定性,设计输出反馈H∞控制器消除量化误差对系统稳定性的影响。通过和现有的结果比较,所设计的控制方案能够实现更大的采样周期。图27幅;表3个;参61篇。
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