噪聲環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)化時(shí)滯系統(tǒng)的最優(yōu)控制.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（NCS）又稱控制網(wǎng)絡(luò)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與控制技術(shù)發(fā)展與融合的產(chǎn)物。NCS應(yīng)用廣泛，可應(yīng)用于幾乎任何需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的場合， DCS、工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)都屬于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，它體現(xiàn)了控制系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、集成化、分布化、節(jié)點(diǎn)智能化的發(fā)展趨勢,與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比具有很大的優(yōu)勢。然而由于信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)傳播，所以在傳播過程中同時(shí)存在著網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延、擁塞、數(shù)據(jù)丟包的問題。
　　本文針對(duì)一類含不確定干擾的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，在干擾

2、項(xiàng)中帶有隨機(jī)噪聲，提出了基于卡爾曼濾波方法的隨機(jī)擾動(dòng)處理算法。利用求解Riccati方程和Stein方程推導(dǎo)出前饋-反饋?zhàn)顑?yōu)控制律，進(jìn)而根據(jù)分離原理推導(dǎo)出隨機(jī)干擾的線性離散系統(tǒng)前饋-反饋?zhàn)顑?yōu)控制律。另外，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延的特點(diǎn)，在系統(tǒng)模型中增加控制時(shí)滯和狀態(tài)時(shí)滯，分別采用不同的無時(shí)滯轉(zhuǎn)換法對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。首先針對(duì)含有隨機(jī)噪聲干擾的線性離散系統(tǒng)提出了前饋-反饋?zhàn)顑?yōu)控制器的設(shè)計(jì)方案；其次對(duì)含有控制時(shí)滯的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)進(jìn)行

3、了建模，得到了帶有控制時(shí)滯的隨機(jī)噪聲干擾的線性離散系統(tǒng)模型，然后對(duì)離散模型做無時(shí)滯轉(zhuǎn)換并設(shè)計(jì)了前饋-反饋控制器；第四章對(duì)帶有狀態(tài)時(shí)滯的網(wǎng)絡(luò)化時(shí)滯系統(tǒng)進(jìn)行了討論，通過構(gòu)造一個(gè)敏感度函數(shù)和相應(yīng)的麥克勞林展開式對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行變換，并增加一個(gè)伴隨向量對(duì)控制律進(jìn)行補(bǔ)償，考慮到實(shí)際運(yùn)算的難度，采用M階的次優(yōu)控制律進(jìn)行估算。最后通過仿真研究，對(duì)噪聲環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分別在前饋-反饋?zhàn)顑?yōu)控制和經(jīng)典狀態(tài)反饋控制的作用下進(jìn)行穩(wěn)定性對(duì)比和分析，從仿真結(jié)果來看