不確定網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的事件觸發(fā)通訊與魯棒控制研究.pdf

1、隨著全數(shù)字化通信、開(kāi)放型互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及通信技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)中用到的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)越來(lái)越多，現(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked Control System,簡(jiǎn)稱(chēng)NCS)已經(jīng)成為自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)W者的研究重點(diǎn)。NCS在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上嵌入了通信網(wǎng)絡(luò)這一環(huán)節(jié)，它的功能是將閉環(huán)系統(tǒng)的各個(gè)要素的控制信息和反饋信息打包并進(jìn)行交換，這一特性使NCS具有成本低、布線少、可靠性高、信息資源共享等優(yōu)點(diǎn)。但是，通信網(wǎng)絡(luò)自身所攜帶的各種弊端對(duì)NCS的分析和設(shè)計(jì)

2、形成了阻礙，從而產(chǎn)生的問(wèn)題有網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延、數(shù)據(jù)包丟失和錯(cuò)序、量化誤差以及不同節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式。這些問(wèn)題的出現(xiàn)必然會(huì)影響控制回路原有的性能，使系統(tǒng)的不確定性增加，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)。
　　另外，NCS作為一類(lèi)復(fù)雜多變的采樣系統(tǒng)，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到來(lái)自工作環(huán)境和隨機(jī)外界干擾等方面的不同程度的影響，所以存在許多不同類(lèi)型的不確定性，這種不確定性也會(huì)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成破壞。因此，針對(duì)存在不確定性的NCS，為了兼顧網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)和控制性能，采用事件觸發(fā)機(jī)

3、制進(jìn)行系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性分析和魯棒綜合是當(dāng)前的重要任務(wù)。
　　本文主要針對(duì)兩類(lèi)不確定線性NCS，研究了系統(tǒng)建模、穩(wěn)定性分析和事件觸發(fā)機(jī)制與魯棒控制協(xié)同設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。主要包括以下幾個(gè)方面:
　　1.建立多面體不確定的時(shí)變時(shí)延NCS模型
　　考慮NCS的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延具有時(shí)變的特性，將其進(jìn)行線性分段，構(gòu)造包含時(shí)延信息的離散事件觸發(fā)條件，在狀態(tài)反饋控制策略的基礎(chǔ)上，建立了既包含時(shí)變時(shí)延也包含事件觸發(fā)參數(shù)的多面體不確定NCS模型。<

4、br>　　2.建立范數(shù)有界不確定的時(shí)變時(shí)延和數(shù)據(jù)丟包NCS模型
　　考慮NCS中具有時(shí)變時(shí)延和連續(xù)丟包，把丟包轉(zhuǎn)化為時(shí)滯，對(duì)總時(shí)滯進(jìn)行線性分割。根據(jù)采用的靜態(tài)輸出反饋構(gòu)造基于輸出的事件觸發(fā)條件；根據(jù)采用的基于觀測(cè)器的狀態(tài)反饋構(gòu)造基于狀態(tài)的事件觸發(fā)條件，得到具有網(wǎng)絡(luò)屬性和觸發(fā)條件的范數(shù)有界不確定NCS模型。
　　3.基于離散事件觸發(fā)的多面體不確定NCS魯棒H∞控制研究
　　根據(jù)所建立的不確定NCS模型，利用參數(shù)相關(guān)的Ly

5、apunov泛函，進(jìn)一步結(jié)合Jensen不等式和Wirtinger不等式對(duì)其進(jìn)行處理。下一步通過(guò)求解線性矩陣不等式(Linear Matrix Inequality,簡(jiǎn)稱(chēng)LMI)得到系統(tǒng)漸進(jìn)穩(wěn)定的充要條件，并且給出與多面體不確定參數(shù)相關(guān)的魯棒H∞控制器的求解步驟。
　　4.離散事件觸發(fā)的范數(shù)有界不確定NCS的魯棒分析
　　根據(jù)所建立的不確定NCS輸出反饋模型和觀測(cè)器模型，構(gòu)造一種新的Lyapunov泛函，將兩個(gè)通道的時(shí)延和連