基于連續(xù)時間Markov鏈的網絡化系統(tǒng)分析與控制.pdf

1、近幾十年來,網絡控制系統(tǒng)由于其成本低,易于安裝和維修等優(yōu)點,得到了廣泛的關注.這使得網絡控制系統(tǒng)在機器人系統(tǒng),遠程醫(yī)療,智能交通,制造業(yè)等方面特別受歡迎.然而,由于網絡控制系統(tǒng)的混雜特性所導致的有限帶寬,網絡誘導時延和數據丟包總是不可避免的,并且可能是隨機出現(xiàn)的.一般來說,解決網絡誘導時延和數據丟包的方法可以大致分為兩類:(1)確定的方法,將時延和丟包處理成時變變量,以及(2)隨機方法,將時延和丟包假設為服從某種概率分布.眾所周知,將帶

2、有由通信通道引起的時變時延和丟包的網絡控制系統(tǒng)建模成連續(xù)時間馬爾科夫跳變系統(tǒng)能夠很好的捕捉到網絡控制系統(tǒng)的特性.并且顯然,對于具有連續(xù)時間馬爾科夫跳變系統(tǒng)模型的網絡控制系統(tǒng)來說,丟包或大時延發(fā)生的概率,以及帶有丟包或大時延的,或者不帶有丟包或大時延的每個模態(tài)的逗留時間,是影響網絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性性能的重要因素.這對于網絡控制系統(tǒng)是一個有意義的,同時也是具有挑戰(zhàn)性的問題.不幸的是,據作者所知,很少有文章將網絡誘導時延和丟包建模成連續(xù)時間隨

3、機過程,這激勵了我們現(xiàn)在的研究.同時,將該結果推廣到帶有輸入時延和通信時延的多智能體系統(tǒng)中也具有很大的意義.
　　本文將以連續(xù)時間馬爾科夫鏈為理論基礎,將連續(xù)時間馬爾科夫鏈運用到帶有網絡誘導時延和數據丟包的網絡控制系統(tǒng)中,得到保證其指數穩(wěn)定的充分條件.然后將該結果推廣到多智能體系統(tǒng)中,并運用類似的方法得到保證多智能體系統(tǒng)指數穩(wěn)定的充分條件.本文的主要研究內容如下:
　　(1)基于連續(xù)時間馬爾科夫鏈的網絡控制系統(tǒng)的∞控制:首先

4、,運用控制器切換策略,將一類線性連續(xù)時間網絡控制系統(tǒng)建模成連續(xù)時間馬爾科夫跳變線性系統(tǒng),對于這個模型,在泛函理論的基礎上,得出了保證線性連續(xù)時間網絡控制系統(tǒng)指數穩(wěn)定的∞控制器存在的充分條件.最后,用仿真例子驗證了所提方法的有效性.
　　(2)基于連續(xù)時間馬爾科夫鏈的多智能體系統(tǒng)的∞控制:類似的,我們也將運用控制器切換策略,將一類帶有通信時延和輸入時延的多智能體系統(tǒng)建模成馬爾科夫跳變系統(tǒng),進而運用泛函理論,得出保證連續(xù)時間多智能體系