基于切換系統(tǒng)理論的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的控制與H-,∞-濾波.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)(Networked Control Systems，NCSs)是將控制系統(tǒng)的傳感器、執(zhí)行器和控制器等單元通過網(wǎng)絡(luò)連接起來的分布式控制系統(tǒng)。NCSs具有連線少、靈活性強(qiáng)、便于故障診斷和信息資源共享等眾多優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，在網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)帶來諸多優(yōu)點(diǎn)的同時，也給控制學(xué)科帶來了新的挑戰(zhàn)。由于網(wǎng)絡(luò)的介入，控制回路中不可避免地出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延、數(shù)據(jù)包丟失等問題，并且在很多情況下其影響不可忽略。具有不確定丟包的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)可描述為具有有

2、限個子系統(tǒng)的切換系統(tǒng)，其各個子系統(tǒng)可以描述不同丟包情況影響下網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的動態(tài)特性。
　　 因此，本文利用切換系統(tǒng)理論和線性矩陣不等式(Linear Matrix Inequalities，LMI)方法，研究了同時帶有時延和丟包的NCSs的建模、穩(wěn)定性、控制與H∞濾波等問題，主要工作如下：
　　 1)對網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的一些基本概念、問題及目前的研究現(xiàn)狀做了一個比較詳細(xì)的綜述，并概括介紹了本論文的主要研究工作。
　

3、　 2)針對一個同時帶有時延和不確定丟包的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)(時延僅存在于傳感器和控制器之間)，將其建模為一類具有定常時延和數(shù)據(jù)包丟失的離散時間切換系統(tǒng)模型，基于切換系統(tǒng)的平均駐留時間方法給出保證閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定的充分條件，并給出丟包補(bǔ)償器和模式依賴控制器的設(shè)計(jì)方法，同時建立丟包率與網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定性之間的定量解析關(guān)系。
　　 3)研究了一類具有丟包的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的H∞濾波問題。在考慮數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生丟包的情況下，將網(wǎng)絡(luò)化

4、濾波系統(tǒng)描述為一個離散時間切換系統(tǒng)。利用非連續(xù)分段Lyapunov函數(shù)方法給出了一個保證該系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定和具有給定H∞性能指標(biāo)的充分條件，并建立起丟包率和系統(tǒng)衰減率之間的定量解析關(guān)系，進(jìn)而利用切換系統(tǒng)的平均駐留時間方法給出了丟包依賴全維濾波器的設(shè)計(jì)方法。
　　 4)研究了一類同時存在時延和丟包的多輸入多輸出(MIMO)NCSs的建模和穩(wěn)定性分析問題。用兩個馬爾可夫鏈來描述傳感器-控制器通道和控制器-執(zhí)行器通道的丟包過程，從而將整個