网络控制系统的稳定性分析及其保性能控制

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网络控制系统(Networked Control System, NCS),作为周期系统的典型应用,是随着通信技术和网络技术的不断进步、自动控制系统经济和技术的需求而发展起来的控制方式。网络控制系统的优势在于系统可实现资源共享、分布控制,节点设备的智能化使得系统构建灵活,成本低廉、维护和扩展方便,因而网络控制系统广泛应用与设备制造、过程控制、航海航天以及机器人等控制领域,以及连续域、离散域、和连续-离散混合域;研究对象包括线性系统、非线性系统和广义系统等,并且充分体现了控制系统网络化、集成化、分布化及节点智能化的发展趋势。网络控制系统存在的问题是:闭环系统中网络的介入使得系统中存在不可忽略的信息传输时间延迟、数据丢失以及时钟同步困难等问题。因此网络控制系统的研究日益称为控制领域的研究热点。本文基于线性矩阵不等式和Lyapunov函数,主要讨论了一类网络控制系统的稳定性问题,以及另一类网络控制系统的保性能控制的相关问题。本文主要结构安排如下:第1章主要介绍了网络控制系统的概述及其现状,以及保性能控制问题的相关概述及其研究情况说明。第2章主要介绍了本文所需要的相关预备知识以及控制理论。比如:网络控制系统的简介、线性矩阵不等式的介绍以及本文所需要的基本引理等。第3章主要针对一类基于观测器的时延网络控制进行了其稳定性分析。通过将系统进行离散化,在不考虑系统数据包丢失的情况下引入了一种观测器,分析系统的稳定性。第4章主要研究了一类具有不确定项的时延网络控制系统,分析其保性能控制问题。其中不考虑所给网络控制系统的数据包丢失情况,在系统中引入不确定项,设计动态输出反馈控制器,使得系统的稳定性能得到保障并满足一定的二次性能指标。第5章主要对一类不确定时延网络控制系统的其保性能控制问题进行分析。仍然不考虑所给网络控制系统的数据包丢失情况,系统具有小于一个采样周期的不确定时延,设计动态输出反馈控制器,使得系统的稳定性能得到保障并满足一定的二次性能指标。第6章主要是对全文进行了总结,并且对网络控制系统的研究以及网络控制系统在保性能方面的研究做出了展望。
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