基于觀測器的多率采樣控制.pdf

1、上世紀五十年來以來,隨著計算機科學的高速發(fā)展,采樣控制系統(tǒng)因為控制精度高、穩(wěn)定性好、能夠有效抑制干擾和通用性強等優(yōu)點受到研究者越來越多的關注.為了設計和分析方便,傳統(tǒng)的采樣系統(tǒng)多假設所有的狀態(tài)變量都有相同的采樣周期.然而實際工業(yè)系統(tǒng)的各個狀態(tài)分量變化速率相差較大,公共周期過大,系統(tǒng)性能會惡化甚至不穩(wěn)定;公共周期太小則會增加系統(tǒng)設計成本,因此,不同的狀態(tài)選取合適的采樣頻率是有必要的,這類包含多個采樣頻率的系統(tǒng)稱為多率采樣系統(tǒng).半個世紀來,

2、多率系統(tǒng)的研究主要致力于兩個方面:多率采樣系統(tǒng)的建模;多率采樣控制器的設計方法.
　　本文研究一類多率系統(tǒng)的建模和∞控制問題.考慮到系統(tǒng)帶網(wǎng)絡、隨機干擾以及非線性時,很難使用提升技術建模,因此,在一些假設下,本文構建一類基于觀測器的控制器,把多率系統(tǒng)建模為連續(xù)時滯模型.既便于對模型進行理論分析又便于方法的進一步推廣.本文的主要研究包括以下三部分內(nèi)容:
　　(1)第二章考慮基于Luenberger觀測器的雙率采樣系統(tǒng)的建模和控

3、制問題.本章假設系統(tǒng)狀態(tài)可測,把基于狀態(tài)的雙率采樣看成是一個依時間切換的輸出,基于以上考慮,利用Luenberger觀測器方法對系統(tǒng)狀態(tài)進行估計,然后,使用觀測器的狀態(tài)對被控對象進行反饋控制.這樣的話,雙率采樣系統(tǒng)被建模為帶兩個不同上下界時變時滯的連續(xù)系統(tǒng),獲得一組線性矩陣不等式形式的系統(tǒng)漸近穩(wěn)定性判據(jù)和鎮(zhèn)定條件.最后,利用數(shù)值例子驗證本章所提方法的有效性.
　　(2)第三章考慮帶單側網(wǎng)絡的雙率采樣系統(tǒng)的建模和∞控制問題.本章考慮

4、傳感器和控制器是通過網(wǎng)絡連接,研究帶時變時滯和有界丟包網(wǎng)絡傳輸采樣數(shù)據(jù)的單側雙率采樣系統(tǒng),然后,利用緩沖器同步被控對象和觀測器采樣狀態(tài)的時間戳,系統(tǒng)被建模為帶三個不同上下界時變時滯的連續(xù)系統(tǒng),得到線性矩陣不等式形式的系統(tǒng)漸近穩(wěn)定性判據(jù)和鎮(zhèn)定條件.最后,利用數(shù)值例子驗證本章所提方法的有效性.
　　(3)第四章考慮帶雙側網(wǎng)絡的多率采樣系統(tǒng)的建模和∞控制問題.不同于上面章節(jié),本章假設被控對象狀態(tài)不可測且控制器與采樣器、執(zhí)行器都被一個公共