基于時(shí)間片劃分的MIMO網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建模與研究.pdf

1、近年來(lái),網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)一直是控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。目前已有的研究主要以單一被控對(duì)象為主體,關(guān)于多個(gè)被控對(duì)象共享網(wǎng)絡(luò)的MIMO網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究鮮有見(jiàn)報(bào)。且多數(shù)的研究結(jié)論建立在傳感器同步采樣的假設(shè)上,對(duì)異步采樣的研究較少。基于此研究現(xiàn)狀,本文提出一種基于時(shí)間片劃分的異步采樣法,對(duì)多回路共享網(wǎng)絡(luò)的MIMO網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)展開(kāi)研究。
　　 本文首先研究了使用傳感器同步采樣法時(shí),具有多回路的MIMO網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。建立了具有固定時(shí)延MIMO網(wǎng)

2、絡(luò)控制系統(tǒng)離散模型,用Lyapunov函數(shù)法分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,給出了控制器設(shè)計(jì)方法;并將多回路同步控制約束轉(zhuǎn)化為以性能指標(biāo)約束,給出具有H∞最優(yōu)性能指標(biāo)γ*的控制器設(shè)計(jì)方法。
　　 其次,針對(duì)同步采樣下,因回路間優(yōu)先級(jí)的設(shè)置而導(dǎo)致出現(xiàn)發(fā)送等待,造成系統(tǒng)性能下降的不足,提出了基于時(shí)間片劃分的異步采樣法。給出了異步采樣方法下固定時(shí)延MIMO網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的模型,利用Lyapunov函數(shù)與LMI方法,給出了閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的條件,給出了控

3、制器設(shè)計(jì)方法,并通過(guò)仿真驗(yàn)證了方法的有效性。
　　 針對(duì)存在干擾的MIMO網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),進(jìn)一步用基于時(shí)間片劃分的異步采樣法研究了具有時(shí)變干擾時(shí)延的MIMO網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。對(duì)于時(shí)延小于一個(gè)時(shí)間片長(zhǎng)度的情形,通過(guò)分段積分法,將傳輸時(shí)延和干擾時(shí)延分離,利用向量范數(shù)的性質(zhì)和積分中值定理,將干擾時(shí)延的影響描述成參數(shù)不確定性問(wèn)題。并利用Lyapunov函數(shù)與變量分離法,給出了控制器設(shè)計(jì)方法。
　　 最后,針對(duì)時(shí)延大于一個(gè)時(shí)間片長(zhǎng)度的情