網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的量化反饋控制研究.pdf

1、隨著科技的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCSs)已經(jīng)推進(jìn)到各行各業(yè)，人們對(duì)NCSs的研究也在不斷的深入。本文以控制網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性為基礎(chǔ)，以NCSs的最小性能指標(biāo)為目標(biāo)，考慮NCSs中存在的量化、信道損失、時(shí)延、丟包以及系統(tǒng)未建模動(dòng)態(tài)和外部擾動(dòng)等主要問(wèn)題，研究了NCSs的建模、量化器設(shè)計(jì)、信道建模、魯棒穩(wěn)定性分析、H∞最優(yōu)控制及保性能最優(yōu)控制等問(wèn)題。
　　 首先，對(duì)NCSs的研究背景及各個(gè)研究分支進(jìn)行了綜述性回顧，并對(duì)研究現(xiàn)狀做了總結(jié)，

2、而后，就如下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了深入的探討：①同時(shí)考慮量化、時(shí)延、丟包及未建模動(dòng)態(tài)等網(wǎng)絡(luò)特性的NCSs建模問(wèn)題；②在NCSs中，其上行鏈接和下行鏈接中均存在量化器和網(wǎng)絡(luò)時(shí)的系統(tǒng)建模及最優(yōu)控制問(wèn)題；③系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信道與編碼/解碼器協(xié)同設(shè)計(jì)問(wèn)題。
　　 利用Lyapunov函數(shù)，分別討論了連續(xù)和離散情況下具有量化及時(shí)延的NCSs建模與穩(wěn)定性分析問(wèn)題。通過(guò)構(gòu)造新的動(dòng)態(tài)時(shí)變Lyapunov函數(shù)，給出了基于線性矩陣不等式(LMI)的魯棒穩(wěn)定性條件

3、和相應(yīng)的控制器設(shè)計(jì)。
　　 采用Lyapunov—Krasovskii函數(shù)，考慮系統(tǒng)具有未建模動(dòng)態(tài)、量化以及時(shí)延等特征的NCSs，得到了基于LMI的不依賴于時(shí)延的魯棒穩(wěn)定性條件、保性能控制律以及H∞最優(yōu)控制律的設(shè)計(jì)方法。
　　 針對(duì)網(wǎng)絡(luò)信道和量化器在NCSs中所處的位置，考慮上行鏈接和下行鏈接網(wǎng)路中均配置了量化器并經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信道傳輸，利用隨機(jī)Lyapunov—Krasovskii泛函和矩陣不等式工具，獲得了NCSs的隨機(jī)穩(wěn)定

4、性條件和基于估計(jì)器的控制器設(shè)計(jì)方法。
　　 將量化器分解為編碼/解碼器并結(jié)合信道模型，分別從經(jīng)典和Youla型控制框架下的NCSs出發(fā)，以信噪比約束和系統(tǒng)最小方差為指標(biāo)，討論了兩類NCSs的最優(yōu)性能指標(biāo)，并基于此分別設(shè)計(jì)了融合信道特征于內(nèi)的最優(yōu)編碼/解碼器。
　　 作為理論探討的應(yīng)用，針對(duì)船舶自動(dòng)舵控制系統(tǒng)，融網(wǎng)絡(luò)量化因素于自動(dòng)舵的設(shè)計(jì)之中，分別研究了飽和量化約束下的舵減搖和航向保持控制器的設(shè)計(jì)問(wèn)題。
　　 最后