線性與非線性網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)及其電氣工程應(yīng)用研究.pdf

1、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)(NCS-Networked Control System)已經(jīng)日漸成為一個(gè)極具挑戰(zhàn)性和富有前景的研究領(lǐng)域。論文在近年來(lái)國(guó)內(nèi)、外關(guān)于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)理論研究成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)從電氣工程領(lǐng)域抽象出來(lái)的兩類受控對(duì)象-線性時(shí)不變被控對(duì)象和Lurie非線性被控對(duì)象，研究了NCS的建模、鎮(zhèn)定、保性能最優(yōu)控制、H∞最優(yōu)控制、絕對(duì)穩(wěn)定性等問(wèn)題，主要研究成果如下：
　　 1.對(duì)于具有時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)，事件驅(qū)動(dòng)控制器

2、和執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)，且不確定時(shí)延不超過(guò)一個(gè)采樣周期的線性時(shí)不變被控對(duì)象網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，利用Lyapunov方法和線性矩陣不等式研究了狀態(tài)反饋NCS的建模、魯棒鎮(zhèn)定、保性能最優(yōu)控制和對(duì)于噪聲擾動(dòng)的H∞最優(yōu)控制問(wèn)題。狀態(tài)反饋NCS可建模為含有不確定性的離散時(shí)變系統(tǒng)，分別給出了狀態(tài)反饋NCS魯棒穩(wěn)定的條件和魯棒鎮(zhèn)定律、保性能最優(yōu)控制律和H∞撮優(yōu)控制律設(shè)計(jì)方法。
　　 2.對(duì)于具有時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)傳感器和控制器節(jié)點(diǎn)、事件驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)和存在有界的時(shí)變網(wǎng)

3、絡(luò)時(shí)延和數(shù)據(jù)包丟失的線性時(shí)不變被控對(duì)象網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，可以將其建模為具有時(shí)變時(shí)滯的等效系統(tǒng)。利用Lyapunov-Krasovskii泛函和線性矩陣不等式，可得到變量數(shù)目少、無(wú)需知道調(diào)節(jié)參數(shù)且求解時(shí)無(wú)需使用重復(fù)迭代的NCS狀態(tài)反饋次優(yōu)和最優(yōu)H∞控制律的設(shè)計(jì)方法；
　　 3.研究了Lurie非線性被控對(duì)象中存在隨機(jī)時(shí)變網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的狀態(tài)反饋網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的絕對(duì)穩(wěn)定性問(wèn)題。首先將Lurie網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)建模為一個(gè)時(shí)滯Lurie系統(tǒng)，然后利

4、用Newton-Leibniz公式和添加自由權(quán)矩陣的方法給出時(shí)滯依賴的穩(wěn)定性條件，并給出狀態(tài)反饋控制器增益矩陣的求解方法。
　　 4.在針對(duì)Lurie非線性被控對(duì)象的，存在隨機(jī)時(shí)變的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、丟包和亂序的動(dòng)態(tài)輸出反饋Lurie網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的絕對(duì)穩(wěn)定性研究中，首先將Lurie網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)建模為一個(gè)多時(shí)滯的Lurie系統(tǒng)，利用添加自由權(quán)矩陣的方法給出了時(shí)滯依賴的穩(wěn)定性條件。在此基礎(chǔ)上通過(guò)添加一等式約束，將系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為以線性矩陣不等