時(shí)滯系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及其在網(wǎng)絡(luò)控制中的應(yīng)用.pdf

1、時(shí)滯現(xiàn)象由于其深刻的實(shí)際背景已經(jīng)引起廣泛的關(guān)注，時(shí)滯通常是系統(tǒng)不穩(wěn)定和性能惡化的主要根源之一，利用現(xiàn)有的時(shí)滯系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法得到的往往是充分條件，降低結(jié)果的保守性是控制算法實(shí)用化、工業(yè)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前還缺乏有關(guān)穩(wěn)定性準(zhǔn)則保守性的系統(tǒng)論述。 針對(duì)標(biāo)稱線性時(shí)滯系統(tǒng)，本論文提出穩(wěn)定性準(zhǔn)則的等價(jià)性定義，深入研究穩(wěn)定性準(zhǔn)則的保守性問題，基于Lyapunov-Krasovskii穩(wěn)定性理論，采用線性矩陣不等式工具，對(duì)奇異時(shí)滯系統(tǒng)、Lur

2、'e時(shí)滯系統(tǒng)、Markov跳變時(shí)滯系統(tǒng)以及時(shí)滯細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并結(jié)合系統(tǒng)各項(xiàng)性能指標(biāo)給出控制器的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)而以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)為應(yīng)用背景，深入研究網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)特有的問題，如：時(shí)滯、丟包和量化等對(duì)系統(tǒng)性能的影響，設(shè)計(jì)控制器使得網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定，最后，以蒸餾塔為研究對(duì)象，將本論文提出的狀態(tài)反饋迭代控制方法應(yīng)用于蒸餾塔控制系統(tǒng)仿真，論文的主要工作如下： (1)針對(duì)現(xiàn)有的線性時(shí)滯系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法，從理論上證明了其中某

3、些方法的等價(jià)性，改變了目前以數(shù)值例子來驗(yàn)證結(jié)果有效性的處理方法，進(jìn)而給出判斷自由變量是否是冗余變量的有效手段，得出自由變量法更適于多胞型不確定時(shí)滯系統(tǒng)的結(jié)論。 (2)應(yīng)用積分不等式處理方法，分別導(dǎo)出了奇異時(shí)滯系統(tǒng)、Lur'e時(shí)滯系統(tǒng)、Markov跳變時(shí)滯系統(tǒng)以及時(shí)滯細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)滯相關(guān)穩(wěn)定性條件，并提出了基于線性矩陣不等式求解的狀態(tài)反饋穩(wěn)定化控制器設(shè)計(jì)方法，從理論上證明了所導(dǎo)出的結(jié)果具有更小的保守性．其中奇異時(shí)滯系統(tǒng)的穩(wěn)定

4、性條件同時(shí)保證了系統(tǒng)正則、無脈沖，進(jìn)一步，結(jié)合系統(tǒng)的二次性能指標(biāo)，給出了奇異時(shí)滯系統(tǒng)和Lur'e時(shí)滯系統(tǒng)保性能控制器的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合系統(tǒng)的增益性能和相位性能指標(biāo)，給出Markov跳變時(shí)滯系統(tǒng)耗散性控制器的設(shè)計(jì)方法。 (3)應(yīng)用積分不等式處理方法，導(dǎo)出具有時(shí)變時(shí)滯的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性條件，該條件克服了傳統(tǒng)方法對(duì)時(shí)滯變化上界的依賴，允許時(shí)滯是快變的，更符合網(wǎng)絡(luò)控制的實(shí)際情況，進(jìn)一步研究丟包對(duì)狀態(tài)估計(jì)的影響以及丟包的補(bǔ)償策略，并結(jié)合系