具有時(shí)變傳輸延遲與傳輸間隔的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制器設(shè)計(jì).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是通過(guò)與其它設(shè)備共享通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊且控制回路是閉環(huán)的控制系統(tǒng)。由于把網(wǎng)絡(luò)引入到控制系統(tǒng)中，使得它與傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制系統(tǒng)相比有很多優(yōu)點(diǎn)，比如節(jié)約成本、易于安裝和維護(hù)、更好的系統(tǒng)靈活性。然而，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換會(huì)不可避免地導(dǎo)致傳輸延遲、傳輸間隔、數(shù)據(jù)包丟失、變采樣等問(wèn)題，這會(huì)降低系統(tǒng)的性能甚至?xí)?dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。我們知道時(shí)變的數(shù)據(jù)包丟失和變采樣的問(wèn)題可以等價(jià)地處理為時(shí)變的傳輸間隔問(wèn)題。因此，如何補(bǔ)償在一個(gè)線性的網(wǎng)絡(luò)控制系

2、統(tǒng)中存在的時(shí)變的傳輸延遲和傳輸間隔是一個(gè)基本的問(wèn)題。但是，目前有關(guān)具有時(shí)變傳輸延遲和傳輸間隔的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究結(jié)果有很大的保守性。本文是基于隨機(jī)延遲的方法，通過(guò)把輸入延遲的實(shí)時(shí)分布建模為一個(gè)相關(guān)的非同一分布過(guò)程，利用線性矩陣不等式和Lyapunov-Krasovski穩(wěn)定性定理得到了整個(gè)系統(tǒng)魯棒指數(shù)穩(wěn)定的延遲分布相關(guān)的充分條件。由此產(chǎn)生的控制器的設(shè)計(jì)方法作為一個(gè)具有線性矩陣不等式約束的非線性凸優(yōu)化問(wèn)題被提出。本文的主要內(nèi)容如下:

3、　　首先，概括敘述了本課題的研究背景和意義、研究中存在的基本問(wèn)題以及研究的現(xiàn)狀。之后，介紹了不確定性、魯棒鎮(zhèn)定、T-S模糊模型、線性矩陣不等式、Lyapunov-Krasovskii穩(wěn)定性定理等概念以及一些常用引理。
　　其次，對(duì)本文所研究的問(wèn)題進(jìn)行了相應(yīng)的問(wèn)題描述，然后建立相應(yīng)的隨機(jī)延遲模型，并針對(duì)該模型進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。通過(guò)構(gòu)造合適的Lyapunov-Krasovskii泛函，利用Jensen積分不等式、Schur補(bǔ)引理、S-

4、procedure引理以及另外兩個(gè)重要的不等式，以線性矩陣不等式(LMIs)的形式給出了系統(tǒng)魯棒指數(shù)穩(wěn)定的延遲分布相關(guān)的充分條件。隨后，對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了鎮(zhèn)定分析，在分析中涉及到了非線性矩陣不等式的處理，通過(guò)把這些非線性矩陣不等式轉(zhuǎn)化為一個(gè)具有LMIs約束的非線性凸優(yōu)化問(wèn)題，得到了閉環(huán)系統(tǒng)的鎮(zhèn)定條件。之后，給出了控制器的設(shè)計(jì)方法。
　　最后，對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)與展望，指出了本文的貢獻(xiàn)以及下一步的研究方向。
　　文中所采用的Lya