【摘 要】
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随着科技水平的提高和技术融合的发展,网络化控制系统近年来逐渐走进了人们的视野,并且越来越受到人们的关注。因其具有资源共享、系统简便、容易构建、灵活性强等优点,因而广泛应用于诸如互联网以及通信领域、交通领域、智能制造领域、航空航天甚至军事等各个领域。而在实际控制中,因网络化系统的各个节点所面临不同的情况以及其中不同节点之间的通信延迟,常会影响到系统的稳定性,进而对系统的工作效率产生不良影响。由于网络
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随着科技水平的提高和技术融合的发展,网络化控制系统近年来逐渐走进了人们的视野,并且越来越受到人们的关注。因其具有资源共享、系统简便、容易构建、灵活性强等优点,因而广泛应用于诸如互联网以及通信领域、交通领域、智能制造领域、航空航天甚至军事等各个领域。而在实际控制中,因网络化系统的各个节点所面临不同的情况以及其中不同节点之间的通信延迟,常会影响到系统的稳定性,进而对系统的工作效率产生不良影响。由于网络化控制系统的广泛应用以及其所具有很高的研究价值,因而吸引了国内外很多研究人员对此进行研究,并且在网络化控制系统的一致性问题研究这个方向上做了更深一步的探索。本文利用李雅普诺夫-克罗索夫定理的方法,研究了采样数据控制下的含有非线性项的网络化控制系统的一致性问题。采用非周期采样控制器,利用输入时滞法对采样数据系统进行重构,将原系统转化为控制输入的时变时滞连续系统。之后利用矩阵分析、代数图论和wirtinger不等式的向量推广等数学工具,构造了一个全新的时变李雅普诺夫泛函。该函数可以简化数学计算,优化稳定性条件。根据所提出的条件,可以进一步得到采样区间上界的结果。结果展示了该设计方法所具有的有效性以及该方法和已有研究结论相比所具有的优越性,之后选择了采样控制器,并且利用了MATLAB仿真工具,使用Ne NMF最优化方法对其进行了模拟仿真,验证了该方法的可行性。本文主要部分的总结如下:1.介绍关于网络化控制系统研究领域的研究背景以及对其进行研究的意义、国内外研究现状,针对系统的特点做了讨论,并借此引出了本文的研究课题。同时,讲述了文中用到的数学工具及控制相关的现有成果及研究方法。2.本文针对网络化控制系统存在时滞、执行器饱和等问题,通过使用李雅普诺夫-克罗索夫斯基定理等控制理论和线性矩阵不等式等数学方法,得到了在此类状况下使系统中各个节点状态达到一致稳定的充分条件。然后设计了采样控制器,并且证明了当置于合适的初始条件之下时,网络化控制系统将能够达到同步的状态。随后分别讨论了在有无外界扰动时系统的牵制同步控制方法。理论部分的最后讲述了叠加算法,并利用该算法来对采样控制器的最大采样上界进行估计,接着利用MATLAB编程软件进行了一个对实例的模拟仿真,进一步验证了所提出结论的可行性。3.本文针对所提出的各个方法均给出了实例应用,证明了本文提出的各个控制策略具有实际价值以及广阔的应用前景。最后对本文所研究的控制方法进行了总结,并对网络化控制系统领域的发展前景和未来的研究方向做了展望。
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