不確定時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制方法研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Networked Control System，NCS）是一個(gè)利用實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。相對于傳統(tǒng)的點(diǎn)對點(diǎn)式的控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有較少的連線，低成本，可以共享資源，以及易于安裝和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。但是，在引入網(wǎng)絡(luò)帶來許多優(yōu)勢的同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)本身帶寬的限制，以及由于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況而引起的數(shù)據(jù)包丟失、時(shí)序錯(cuò)亂等問題，再加上網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下難免會出現(xiàn)的時(shí)間延遲問題，都給傳統(tǒng)的控制理論帶來了新的挑戰(zhàn)。因此，有必要對現(xiàn)有的控制理

2、論和控制方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。而且，在日常生產(chǎn)和生活中，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)己經(jīng)在設(shè)備制造、交通運(yùn)輸、遠(yuǎn)程視頻醫(yī)療，以及國防軍工和航空航天等領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。
　　本文將網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的被控對象描述為一類具有定常狀態(tài)時(shí)延的線性時(shí)不變系統(tǒng)，帶有參數(shù)不確定性，并針對實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況，適當(dāng)?shù)丶尤肓司W(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延、丟包和數(shù)據(jù)包亂序以及外部干擾等因素的影響，使得模型更加地貼近現(xiàn)實(shí)。對建立的控制模型，研究其魯棒

3、控制、保性能控制、容錯(cuò)控制和魯棒H∞控制等控制方法，通過利用Lyapunov穩(wěn)定性理論，借助于線性矩陣不等式（LMI）方法，得到了系統(tǒng)滿足漸近穩(wěn)定和保證一定性能指標(biāo)的充分條件，基于狀態(tài)反饋控制策略，相應(yīng)給出了具有較小保守性的控制律的設(shè)計(jì)方法。本文研究的主要內(nèi)容如下：
　?。?）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的魯棒控制問題?；诮⒌谋豢貙ο蟮哪Ｐ停肔yapunov穩(wěn)定性理論證明系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定的充分條件，同時(shí)利用線性矩陣不等式（LMI）方法，給出一

4、種魯棒穩(wěn)定控制律的設(shè)計(jì)方法。
　?。?）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的魯棒保性能控制問題。在系統(tǒng)滿足漸近穩(wěn)定的前提下，研究了如何設(shè)計(jì)系統(tǒng)的保性能控制器的問題?；诟鶕?jù)系統(tǒng)模型提出的性能指標(biāo)，通過選取合適的Lyapunov函數(shù)，利用Lyapunov穩(wěn)定性理論和LMI方法，得到了使系統(tǒng)滿足一定性能指標(biāo)的保性能控制律。
　?。?）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的容錯(cuò)控制問題。針對執(zhí)行器可能發(fā)生故障而失效的情況，進(jìn)一步改進(jìn)系統(tǒng)模型，利用Lyapunov穩(wěn)定性理論和L