时延网络控制系统的稳定性分析和控制方法研究

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gelsy1982
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随着计算机技术、网络通信技术和控制科学的日益发展与交叉渗透,控制系统的结构也越来越复杂,为了满足日益增强的性能要求和复杂的功能需求,网络控制系统应运而生。网络和控制系统的结合具有成本低、功耗小、能实现信息资源共享、安装简单便捷等优点。但是,网络的引入也引发了网络时延、采样周期变化、执行器故障等问题。本文主要针对不同情况下系统的稳定性及控制方法进行了研究。首先,研究一类具有短时延的网络控制系统,假设传感器为时间驱动,且为单包传输,将时延的不确定性进行参数化表示并建立相应的模型,通过构造合理的Lyapunov函数分析其稳定性,利用线性矩阵不等式性质求出相应的控制律。其次,针对一类时变采样周期网络控制系统,构造更加通用的时变采样周期的离散系统模型,给出保性能控制器的设计方案。在设计过程中引入了更多的自由变量,通过构造不等式约束和等价变换,使结果具有较小的保守性。通过数值仿真验证了该系统中的采样周期在可允许范围发生不确定变化时能够保持稳定,并满足相应的性能指标上界。最后,研究了具有时变时滞和非线性扰动的不确定系统在给定二次代价函数下的可靠保成本控制问题。设计了一种可靠保成本状态反馈控制律,在执行器发生故障的情况下,使系统渐近稳定且成本函数不超过给定的上界。并利用目标函数约束的凸性,给出使闭环系统保性能上界最小化的最优保性能控制器的设计方法。
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