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随着计算机技术和网络技术的迅猛发展,传统的控制系统已开始向网络型转化。通过将网络和计算机引入控制系统,使得控制系统结构的演化突飞猛进。截止目前十多年间,网络化控制系统一直走在工业控制领域的前沿,并得到了广泛的研究和应用。
关于网络化控制系统的研究,许多学者多从网络特性入手,分析系统稳定性,进而设计控制器。本论文则主要研究了网络化控制系统的混合控制策略问题,提出一种决策-控制相结合的思想,在考虑网络特性的基础上实现对网络化控制系统的决策控制。
首先,本文根据信道质量指示符将网络化控制系统建模连续时间Markov跳跃系统。通过引入决策来改变高阶模态转移速率矩阵中的参数,实现网络化控制系统系统的低代价、高效率运行。具体内容为:
无输入受限条件下网络化控制系统的决策-控制问题。首先利用随机动态规划最优理论分析复合性能指标,给出了最优控制律和最优决策的表达式,揭示了决策量与控制律之间的内在联系。然后分别考虑了单决策和双决策两种场景下的决策搜索问题,并给出了相应的搜索算法。最后通过仿真实例,给出了具体的仿真结果,证明了决策控制思想的有效性。
输入受限下网络化控制系统的决策-控制问题。采用全局思想,考虑网络化控制系统运行在无受限状态下的主导地位优势,根据输入受限下各子系统的不同性能给出其有序排列。在此基础上,给出了在系统输入受限下网络化控制系统的控制器设计原则及决策标准的选取。最后给出了具体的仿真实例,对本文得出的结论进行了验证。
最后对全文的工作做了总结,并展望了后续网络化控制系统的决策研究情况。值得指出的是,本文所阐述的网络化控制系统的决策-控制问题,为实际工业生产过程中系统的决策奠定了理论基础,具有较大的借鉴意义。