具有丢包的网络系统滚动时域控制研究

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本文在滚动时域控制(receding horizon control,RHC)策略下,研究离散网络控制系统(networked control systems,NCSs)的镇定问题.如今NCSs因其可靠性高、低成本、灵活性等特点而大量应用于工程、无线网络等领域中,受到了广泛关注.本文分别对于具有Markov丢包、双通道丢包、网络时延和丢包同时存在的网络控制系统镇定进行了研究,具体如下:对于具有Markov丢包的离散时间NCSs,研究基于RHC策略的镇定问题.当控制器-执行器(C-A)通道中存在丢包,丢包被刻画为具有两种模态的Markov过程,需要设计新的控制策略.首先利用Pontryagin’s极值原理和数学归纳法,得到相应控制器,之后根据所建立的性能指标及RHC策略的应用,推导出可通过线性矩阵不等式(LMI)求解的镇定条件.对于具有双通道丢包的离散时间NCSs,研究基于RHC策略的镇定问题.当传感器-控制器(S-C)通道存在丢包时,针对状态不完全可得的情况,证明得到其对应状态估计器的形式.在此基础上,通过引入带有两个终端的性能指标,得到了控制器,推导出系统的镇定条件为两个耦合不等式.对于网络时延与丢包同时存在的离散时间NCSs,研究基于RHC策略的镇定问题.网络时延的存在使性能指标需重新设计,所以构造了包含多个终端的性能指标.首先通过Pontryagin’s极值原理得到控制器,然后通过研究最优性能指标的单调性,得到网络系统镇定的条件.
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