不確定時延網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的分析與綜合.pdf

1、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)（Networked Control Systems，簡稱NCSs）是將通信網(wǎng)絡和控制系統(tǒng)融為一體，形成的一類新的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了所有信息都基于網(wǎng)絡這個橋梁在傳感器、控制器、執(zhí)行器之間流轉。NCSs在帶來很多優(yōu)點的同時，也帶來了不少問題，諸如時延、數(shù)據(jù)包丟包、數(shù)據(jù)包錯序以及執(zhí)行器飽和等問題，再加上系統(tǒng)存在的建模不確定性、外界干擾等問題，使得這類組合系統(tǒng)的分析和綜合變得異常困難。本文充分考慮了時延、不確定性、飽和執(zhí)行器等由于網(wǎng)

2、絡而介入的不利因素，基于時滯系統(tǒng)理論、Lyapunov穩(wěn)定性理論、線性矩陣不等式(LMI)等工具，研究了這類組合系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制器設計問題。主要內容如下:
　　(1)研究了具有時變時延網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、控制器設計和時變時延網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的H∞問題。首先，運用改進的自由權矩陣方法研究了含時變時延的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制器設計問題，給出了保守性更小的穩(wěn)定性結論和控制器設計方法，并通過數(shù)值分析驗證了該方法的有效性;其次，

3、運用改進了的積分不等式方法研究了含網(wǎng)絡時變時延的線性控制系統(tǒng)的H∞問題，并結合Lyapunov理論和LMI方法，獲得了H∞穩(wěn)定性條件和H∞控制器。最后，通過數(shù)值仿真，表明該方法能夠有效抑制時變時延對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的影響，進一步降低了系統(tǒng)的保守性。
　　(2)研究了執(zhí)行器參數(shù)未知的多時延不確定網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與狀態(tài)反饋控制器設計問題。首先，運用牛頓萊布尼茲公式、引入自由權矩陣對已有的積分不等式進行改進，并給出執(zhí)行器參數(shù)未知的多

4、時延網(wǎng)絡控制系統(tǒng)穩(wěn)定性條件和控制器設計方法;然后，將所得結果運用到具有執(zhí)行器參數(shù)未知的多時延不確定網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中，根據(jù)范數(shù)有界不確定性的特性，給出了執(zhí)行器參數(shù)未知的多時延不確定網(wǎng)絡控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件和控制器設計策略。最后，通過數(shù)值實例驗證了該設計算法的合理性。
　　(3)研究了含飽和執(zhí)行器、不確定性和時延的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，采用非線性扇區(qū)法處理飽和環(huán)節(jié)，設計狀態(tài)反饋控制器，并運用Jensen積分不等式和LMI理論給出含飽和執(zhí)行器的