网络控制系统H<,∞>控制的建模分析与设计

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本文以现代控制理论为基础,充分考虑网控制系统(NCS)中存在的多种问题,研究了基于NCS的网络H∞控制的建模、分析与设计。 介绍了NCS的一般模型和H∞控制理论的概念,给出了网络H∞控制系统的模型和一种NCS的γ—次优H∞静态状态反馈控制器及γ—次优H∞动态输出反馈控制器的定义。 讨论了无延迟离散系统的静态状态反馈控制器及输出反馈控制器设计方法。 研究了在数据单包传输短时延情况下,系统状态反馈无干扰时渐近稳定性定理,有干扰时γ—次优H∞静态状态反馈控制器存在定理及有丢包发生时控制器存在定理。为了利用MATLAB的LMI工具箱中求解γ—次优H∞状态控制器和最优的H∞控制器,将这些问题转化为可求解形式,并用实例求解了多个单包传输系统,数字仿真结果表明系统是稳定的且满足H∞性能指标,还利用仿真手段分析了系统的性能。 研究了在数据单包传输短时延情况下,系统输出反馈无干扰时渐近稳定性定理,有干扰时γ—次优H∞输出反馈控制器存在定理及可利用MATLAB的LMI工具箱的求解形式。讨论了求解γ—次优H∞静态及动态输出反馈控制器的方法,用实例求解了一个单包传输多输入多输出系统,仿真结果表明系统是稳定的且满足H∞性能指标,证明了控制方法的有效性。
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