通讯受限下动态系统的事件触发控制研究

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随着通信技术、控制技术和计算机技术的飞速发展,在工业控制、航空航天、机器人等领域中,网络的存在使信息交互摆脱地理位置的制约。然而,信道的通讯能力受到多种约束的限制,为系统的分析与设计带来新的问题。为节约信道资源,基于系统需求决定信号传输时刻的事件触发控制应运而生。本文针对通讯受限情况下存在的量化、丢包、时延等现象,分别研究主从混沌系统和网络化控制系统的事件触发控制问题。首先,针对基于输出的主从混沌系统,分别设计基于静态编码器、有记忆二值编码器以及混合编码器结构的事件触发控制策略,分析各编码器及其触发策略下相应的传输误差和传输比特率。证明所提出的事件触发控制策略可以从根本上杜绝Zeno现象的发生。其次,研究基于输出误差的混沌系统主从同步问题。当不考虑传感器采样时,设计基于动态量化器参数的事件触发控制策略;当考虑传感器采样且信道中存在单步丢包时,设计基于动态量化器参数及丢包的主动事件触发控制策略,确保主从混沌系统实现与无丢包时类似的同步性能。再次,针对网络化控制系统的镇定问题,分别为被控对象和控制器输出端设计基于量化器参数的事件触发控制策略,并给出输出量化器和输入量化器的参数更新方案,证明该事件触发策略和参数更新方案可以在较低控制增益下实现对网络化控制系统的镇定。随后,针对网络化控制系统,分别在不考虑时延和考虑时延的情况下,设计基于参考输入的事件触发控制策略以及基于参考输入及迟滞量化器的事件触发控制策略,研究网络化控制系统的有限增益L2稳定性以及输入前馈输出反馈无源性。最后,研究同时存在量化、时延、丢包时网络化控制系统的有限增益L2稳定性和输入前馈输出反馈无源性问题。针对丢包的不可预知性,设计基于参考输入及迟滞量化器的主动事件触发控制策略,在减少信息传递次数的同时降低丢包带来的不利影响。
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