网络化控制系统的基于模型的耗散控制

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本文研究了网络化控制系统的基于模型的耗散控制问题。构造了一个依赖于对象采样状态的离散的事件触发传输方案,在系统状态(或输出)波动较小时,可以有效提高网络资源的利用率,同时降低了系统能量耗损。其次,在实际系统中,系统状态(或输出)分量的采样周期很难统一为单一的采样周期,具有多个不同采样周期的基于模型的网络化控制系统的控制问题越来越受到广泛的关注。本文的主要研究内容包括两个部分:第一部分研究事件触发通讯机制下网络化控制系统的基于模型的耗散控制问题,第二部分研究网络化双率采样系统的基于模型的耗散控制问题。本文研究内容具体如下:(1)第一章主要介绍了基于模型的网络化控制系统、多率采样系统的研究背景、意义和国内外研究现状,并且阐述本文的主要研究内容。(2)第二章研究了事件触发通讯机制下网络化单率采样系统的基于模型的耗散控制问题。提出了一个离散的事件触发传输方案,该方案通过判断采样状态之间的相对误差是否大于给定阈值来决定是否经过网络传输当前采样状态到模型处。考虑到网络诱导时延对系统的影响,将闭环系统建模为一个时滞依赖的增广系统。通过构建Lyapunov-Krasovskii存储函数,结合耗散性理论,以矩阵不等式的形式给出系统的严格(Q0,S0,R0)耗散性能判据和控制器的设计方法。最后,通过数值仿真例子验证了本章所得结果的有效性。(3)第三章研究了网络化双率采样系统的基于模型的耗散控制问题。将对象状态变量分为两类,使用两种具有不同采样周期的采样器对这两类状态分量分别进行采样。传感器端的事件触发方案用于判断是否传输相应的采样状态来调节模型输入,从而减少冗余信息的传输,提高网络利用率。利用输入时滞方法将闭环系统建模为一个带有两个不同输入时延的增广系统。通过构建Lyapunov-Krasovskii存储函数,结合耗散性理论,给出了网络化双率采样系统的基于模型的严格(Q0,S0,R0)耗散性判据和控制器的设计方法。最后,通过数值仿真例子验证了本章所得结果的有效性。(4)第四章对本文主要工作进行总结,并且说明有待进一步研究的问题。
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