【摘 要】
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随着网络通信技术的迅速发展和控制系统规模的不断扩大,网络化控制系统突破了地域、资源等诸多限制,以其成本低、结构简单、资源共享等优点,成为控制系统的重要发展趋势。但是,利用带宽有限的通信网络传输大量实时数据,不仅会增加通信负担,还会引发数据包丢失等问题,从而导致控制系统性能下降甚至系统失稳。为减少冗余数据传输并节约有限的网络带宽,一种称为事件触发机制的通信策略被提出并在短期内吸引了大量国内外研究者的
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随着网络通信技术的迅速发展和控制系统规模的不断扩大,网络化控制系统突破了地域、资源等诸多限制,以其成本低、结构简单、资源共享等优点,成为控制系统的重要发展趋势。但是,利用带宽有限的通信网络传输大量实时数据,不仅会增加通信负担,还会引发数据包丢失等问题,从而导致控制系统性能下降甚至系统失稳。为减少冗余数据传输并节约有限的网络带宽,一种称为事件触发机制的通信策略被提出并在短期内吸引了大量国内外研究者的注意。本文旨在针对具有事件触发机制的网络化系统,探讨对应的数据驱动控制问题。主要内容如下:首先,针对一类离散时间网络化非线性控制系统,为了充分减轻通信网络的传输负担,本文在传感器侧设计了事件触发采样机制,提出一种基于事件触发机制的无模型自适应控制方法。与在固定采样时刻传输信号的传统无模型自适应控制方法相比,本方法使系统量测输出信号仅在满足设定的事件触发条件时才通过网络传输到控制器中,从而减少了通信资源的浪费。同时,继续考虑前向通道中存在数据包丢失现象,给出一种带有丢包补偿算法的事件触发无模型自适应控制方法。通过基于输入输出数据的压缩映射的方法分析了系统稳定性,证明出所提出的控制方法可使被控系统的输出误差一致最终有界。其次,针对一类含有领航者的网络化多智能体控制系统,本文采用分布式事件触发控制思想,在已有工作的基础上提出一种基于分布式事件触发机制的无模型自适应控制方法。本方法对每一个智能体都设置一个事件触发条件,只有当该智能体的误差达到与其相对应的误差阈值时数据才被传输。然后根据每个智能体与相邻的智能体进行信息交互所得到的测量输出数据,设计有效的分布式数据驱动控制方案,解决了具有固定通信拓扑结构的多智能体系统的事件触发控制问题。最后,为了验证方法的有效性,对提出的方法进行了数值仿真。结果表明,与传统基于时间触发的无模型自适应控制方案相比,本文所提出的方法可以在一定程度上减少冗余数据的网络传输,对数据丢包具有一定的补偿效果,实现了网络化系统的数据驱动控制。
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