控制输入丢失下网络控制系统的建模与镇定研究

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qiuyeshusheng
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网络控制系统框架下,系统各个组件通过带宽有限的网络进行连接与信息共享,从而实现了异地间传感器、控制器和执行器等组件的实时信息传输。网络控制系统通过网络实现了分布式控制,具有资源共享、远程控制和实时性等优点。然而网络的带宽有限会诱发数据传输竞争问题,导致未获得网络资源的数据包传输失败,产生数据包丢包现象。控制输入也会发生数据包丢失,控制输入的丢失会破坏系统性能,导致系统不稳定。本文分别研究了单输入丢失、多输入不完全丢失和多输入完全丢失下网络控制系统的建模和镇定问题,通过设计切换信号和控制器,实现了系统的镇定。对每一种情况,首先设计了采样控制器,将系统转化为时滞系统,其次根据控制输入具体丢失情况进行建模。具体研究问题如下:(1)研究了单输入丢失下网络控制系统的建模与镇定问题。根据单控制输入是否丢失,将系统建模为含有2个子系统的切换时滞系统。其中控制输入丢失的子系统为不稳定子系统,控制输入未丢失的子系统为稳定子系统。利用Lyapunov-Krasovski泛函方法以及含有快速和慢速可容许边依赖平均驻留时间方法,使得切换时滞系统指数稳定并实现镇定。(2)研究了多输入不完全丢失下网络控制系统的建模与鲁棒指数H∞镇定问题。根据控制输入的丢失数量,将系统建模为含有2m-1个稳定子系统的切换时滞系统,m为控制输入的个数。利用Lyapunov-Krasovski泛函方法和慢速可容许边依赖平均驻留时间方法,保证系统鲁棒指数稳定且具有H∞性能,并实现系统镇定。(3)研究了多输入完全丢失下网络控制系统的建模与镇定问题。根据多控制输入是否丢失,将系统建模为包含2m-1个稳定子系统和1个不稳定子系统的切换时滞系统,m为控制输入的个数。其中控制输入完全丢失的子系统为不稳定子系统,控制输入未丢失和不完全丢失的子系统为稳定子系统。利用Lyapunov-Krasovski泛函方法以及含有快速和慢速可容许边依赖平均驻留时间方法,使得系统鲁棒稳定并实现镇定。
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