模糊奇異系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)量化控制研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)是近十幾年來(lái)控制領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)，它是指將控制器，執(zhí)行器，被控對(duì)象以及傳感器等部件通過(guò)公共的通訊網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)信息的交互與共享的控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制系統(tǒng)相比，它具有成本低，安裝維護(hù)方便，可擴(kuò)充性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在許多實(shí)際領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。然而，通訊網(wǎng)絡(luò)的引入在簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu)的同時(shí)也帶來(lái)了許多新的問(wèn)題，例如：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)需要同時(shí)發(fā)送信息時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生由于競(jìng)爭(zhēng)引起的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，甚至丟包現(xiàn)象；同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的

2、負(fù)載容量是有限的，當(dāng)傳感器或控制器發(fā)送的實(shí)際數(shù)據(jù)過(guò)大時(shí)，就需要引入量化器來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼傳輸，以降低網(wǎng)絡(luò)的通訊負(fù)載，但是，量化器的引入會(huì)帶來(lái)量化誤差等現(xiàn)象。因此，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)展開(kāi)全新的研究。
　　另一方面，非線性系統(tǒng)由于在實(shí)際中的廣泛存在，一直都是人們研究的重點(diǎn)。由于基于T-S模型的模糊控制理論能將非線性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為局部線性問(wèn)題進(jìn)行研究分析，得到了越來(lái)越多的學(xué)者的關(guān)注。近些年來(lái)，一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)，將傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)模型寫(xiě)為奇異系統(tǒng)的

3、形式能夠大大減少模糊規(guī)則的數(shù)目，由此開(kāi)啟了模糊奇異系統(tǒng)的研究。
　　本文針對(duì)于網(wǎng)絡(luò)化的模糊奇異系統(tǒng)展開(kāi)研究?？紤]網(wǎng)絡(luò)中存在傳輸時(shí)延，數(shù)據(jù)丟包，量化誤差等情況下的模糊奇異系統(tǒng)的控制與狀態(tài)估計(jì)等問(wèn)題。本論文的主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：
　?。?）針對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中存在數(shù)據(jù)丟包與量化誤差的情況，研究了離散模糊奇異系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)丟包過(guò)程采用伯努力模型來(lái)描述，量化誤差描述為扇形不確定性的形式。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)求解線性矩陣不

4、等式，給出了使整個(gè)離散閉環(huán)模糊奇異系統(tǒng)正則、因果、穩(wěn)定的充分條件。該狀態(tài)反饋控制器的參數(shù)可通過(guò)求解線性矩陣不等式組來(lái)求得。數(shù)值仿真驗(yàn)證了該方法的有效性。
　?。?）考慮多通道傳輸網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，針對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)不可測(cè)而輸出可測(cè)的情況下，研究了離散模糊奇異系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)輸出反饋控制問(wèn)題。采用帶補(bǔ)償?shù)牟δＰ蛠?lái)刻畫(huà)隨機(jī)丟包的過(guò)程，并將對(duì)數(shù)量化器引起的量化誤差描述為扇形不確定性的形式。通過(guò)構(gòu)造動(dòng)態(tài)輸出反饋控制器，給出了使整個(gè)離散閉環(huán)模糊奇異系統(tǒng)