網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的自適應(yīng)方法.pdf

1、近年來，通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制，即網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)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。通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的控制系統(tǒng)定義為網(wǎng)路化控制系統(tǒng)。研究網(wǎng)路化控制系統(tǒng)時(shí)，我們通常需要考慮這樣一個(gè)問題：是否有足夠的通信帶寬將信息反饋到控制器，然后再將控制指令送到執(zhí)行器并作用于被控對(duì)象上？在信息傳輸?shù)倪^程中可能出現(xiàn)時(shí)延。更有甚者，一些數(shù)據(jù)包在傳輸過程中不僅發(fā)生時(shí)延，還可能會(huì)丟失。這些現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，同時(shí)也使得網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的分

2、析較之傳統(tǒng)控制系統(tǒng)顯的更加復(fù)雜。本論文研究了如何將自適應(yīng)控制理論應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。
　　 本文研究了線性定常網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的自適應(yīng)控制問題，其目的是為存在網(wǎng)路時(shí)延和丟包的線性定常網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋?zhàn)赃m應(yīng)控制器，并使之可以容忍執(zhí)行器故障。具體而言，就是要確定保持系統(tǒng)穩(wěn)定的采樣周期、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、丟包率的上界。研究結(jié)果表明采樣周期、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和丟包的上界是時(shí)變的并且是可以在線估計(jì)。本文在設(shè)計(jì)控制器時(shí)無需對(duì)系統(tǒng)模型離散化，而是在

3、連續(xù)時(shí)間域進(jìn)行分析。
　　 首先，本文研究了無時(shí)延和丟包的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的自適應(yīng)鎮(zhèn)定問題，得到了保證自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)于傳輸周期的充分條件。接著，將時(shí)延因素考慮了進(jìn)來。在論文中考慮了兩種來源的時(shí)延：傳感器到控制器的時(shí)延和控制器到執(zhí)行器的時(shí)延。由于自適應(yīng)控制器是時(shí)變控制器，兩種來源的時(shí)延不能夠合并，這使得本文中的分析工作遠(yuǎn)比文獻(xiàn)中對(duì)確定性系統(tǒng)的分析困難。文中基于時(shí)延相關(guān)方法得到了時(shí)延的上界，對(duì)小于該上界的時(shí)延，閉環(huán)自適應(yīng)

4、網(wǎng)路化控制系統(tǒng)保持穩(wěn)定。
　　 由于信息包丟失是引起網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)不穩(wěn)定和造成性能不佳的潛在因素，本文研究并給出了存在信息包丟失時(shí)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的自適應(yīng)鎮(zhèn)定方法。同樣，由于得到的自適應(yīng)控制器是時(shí)變的，在傳感器至控制器通道和控制器至執(zhí)行器通道同時(shí)存在丟包也使得問題遠(yuǎn)比文獻(xiàn)中的方法復(fù)雜。
　　 同時(shí)考慮時(shí)延和丟包是一項(xiàng)有趣的研究工作。在本文中，研究了同時(shí)存在時(shí)延和丟包的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)問題。由于自適應(yīng)控制器的時(shí)變特性，

5、雙通道存在時(shí)延和丟包同樣也使得分析工作更加復(fù)雜。
　　 最后，研究了存在未知執(zhí)行器故障的狀態(tài)反饋?zhàn)赃m應(yīng)控制器設(shè)計(jì)問題，這些故障描述成為以未知的固定值，在未知時(shí)刻發(fā)生的未知輸入。研究中考慮了在自適應(yīng)反饋環(huán)中插入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)后，傳輸時(shí)延與數(shù)據(jù)包丟失對(duì)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)帶來的障礙。
　　 提出了自適應(yīng)執(zhí)行器故障補(bǔ)償器存在的充分條件。
　　 文中給出的控制器的數(shù)學(xué)證明主要依靠李雅譜若夫穩(wěn)定性判據(jù)。研究結(jié)果表明，自適應(yīng)控制器的自適