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)推進到各行各業(yè)，人們對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的最小性能指標為目標，考慮NCSs中存在的量化、信道損失、時延、丟包以及系統(tǒng)未建模動態(tài)和外部擾動等主要問題，研究了NCSs的建模、量化器設(shè)計、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)控制等問題。
　　 首先，對NCSs的研究背景及各個研究分支進行了綜述性回顧，并對研究現(xiàn)狀做了總結(jié)，

2、而后，就如下幾個問題進行了深入的探討：①同時考慮量化、時延、丟包及未建模動態(tài)等網(wǎng)絡(luò)特性的NCSs建模問題；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)時的系統(tǒng)建模及最優(yōu)控制問題；③系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信道與編碼/解碼器協(xié)同設(shè)計問題。
　　 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延的NCSs建模與穩(wěn)定性分析問題。通過構(gòu)造新的動態(tài)時變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、和相應的控制器設(shè)計。
　　 采用Lyapunov—Krasovskii函數(shù)，考慮系統(tǒng)具有未建模動態(tài)、量化以及時延等特征的NCSs，得到了基于LMI的不依賴于時延的魯棒穩(wěn)定性條件、保性能控制律以及H∞最優(yōu)控制律的設(shè)計方法。
　　 針對網(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Lyapunov—Krasovskii泛函和矩陣不等式工具，獲得了NCSs的隨機穩(wěn)定

4、性條件和基于估計器的控制器設(shè)計方法。
　　 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，討論了兩類NCSs的最優(yōu)性能指標，并基于此分別設(shè)計了融合信道特征于內(nèi)的最優(yōu)編碼/解碼器。
　　 作為理論探討的應用，針對船舶自動舵控制系統(tǒng)，融網(wǎng)絡(luò)量化因素于自動舵的設(shè)計之中，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)計問題。
　　 最后