基于輸出調(diào)節(jié)的線性網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)同步控制研究.pdf

1、從自然界普遍存在的同步現(xiàn)象及同步在控制領(lǐng)域中的現(xiàn)實(shí)意義出發(fā)，本文結(jié)合了圖論、矩陣論、機(jī)器人學(xué)以及系統(tǒng)控制等方面知識，基于輸出調(diào)節(jié)理論，對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)線性系統(tǒng)的同步問題展開了理論和應(yīng)用研究。本文主要研究工作包括以下5個(gè)方面：
　　 1.在閱讀相關(guān)參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對同步這一課題的研究內(nèi)容和現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，總結(jié)了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步的判據(jù)和穩(wěn)定性方面的研究。
　　 2.針對固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，分析了同步的實(shí)現(xiàn)判據(jù)及穩(wěn)定性，并給出本

2、文研究重點(diǎn)--網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同步輸出調(diào)節(jié)(Synchronized output regulation，SOR)。首先設(shè)計(jì)自適應(yīng)增益控制實(shí)現(xiàn)單個(gè)系統(tǒng)的參考軌跡同步性能；然后結(jié)合矩陣分解和主穩(wěn)定函數(shù)分析了系統(tǒng)狀態(tài)完全同步的實(shí)現(xiàn)和判據(jù)，同時(shí)定量分析了耦合強(qiáng)度、代數(shù)連接度和矩陣可控性與同步的關(guān)系；其次，拓展了同步輸出調(diào)節(jié)問題，研究并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)同步到期望軌跡的目標(biāo)，設(shè)計(jì)了同步觀測器來解決followers無法獲知外部期望系統(tǒng)狀態(tài)的問題；最后，對鏈?zhǔn)胶?/p>

3、星形兩類固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了仿真。
　　 3.研究了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化的切換拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的同步輸出調(diào)節(jié)問題。首先引入李亞普諾夫最大指數(shù)和一致性收斂指數(shù)的概念，定性分析了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自動(dòng)態(tài)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對同步的關(guān)系；其次利用同步觀測器和動(dòng)態(tài)誤差反饋控制器分析了一類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的SOR問題，對外部系統(tǒng)進(jìn)行分布式觀測，其傳遞信息為外部系統(tǒng)相對觀測值而非已有成果中的相對狀態(tài)值；最后分析了一類被控二階系統(tǒng)在切換拓?fù)湎碌耐剑M(jìn)一步拓展了對SOR的研究。

4、
　　 4.對一類輪式移動(dòng)多機(jī)器人系統(tǒng)的同步跟蹤性能開展研究，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步理論與實(shí)際系統(tǒng)控制的結(jié)合。首先給出了多機(jī)器人系統(tǒng)控制特點(diǎn)和模型以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論對其控制的意義和必要性；其次設(shè)計(jì)了級聯(lián)控制器實(shí)現(xiàn)單個(gè)機(jī)器人對期望參考軌跡的跟蹤，同時(shí)利用控制器中的微分項(xiàng)保證了跟蹤的平穩(wěn)性；然后基于非完整系統(tǒng)的輸入輸出線性反饋方法，將被控對象轉(zhuǎn)為線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用同步輸出調(diào)節(jié)理論實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人系統(tǒng)的同步跟蹤；最后仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的正