基于事件觸發(fā)機制的量化Markov跳變系統(tǒng)的分析和控制.pdf

1、隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用和微電子技術(shù)的不斷提高，近幾年來，一種具有大范圍、分布式控制方式的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)誕生了。但是網(wǎng)絡(luò)的引入不僅會降低數(shù)據(jù)信息的精確性和可靠性，而且由于帶寬資源的有限性，系統(tǒng)中的信息不可避免的會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時延、數(shù)據(jù)丟包、錯序等問題，這些問題的存在會降低控制系統(tǒng)的性能甚至失穩(wěn)。量化器在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的引入，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸能力，相關(guān)的研究成果有很多，絕大多數(shù)文獻都采用周期采樣方式，但是這種方式會發(fā)送“不需要”的控制信息，占

2、用網(wǎng)絡(luò)資源。于是，專家學(xué)者們提出了新的觸發(fā)機制，即事件觸發(fā)，它能有效減少控制任務(wù)的執(zhí)行次數(shù)，因而引起了廣泛關(guān)注，然而研究同時考慮量化和事件觸發(fā)機制的文獻甚少。另外，跳變系統(tǒng)模型廣泛存在于大量的實際控制系統(tǒng)中，研究被控對象為Markov跳變模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)意義重大。
　　基于以上分析，本文基于事件觸發(fā)方式，引入對數(shù)量化器，設(shè)計了基于連續(xù)Markov跳變系統(tǒng)的量化H∞控制器，量化H∞濾波器，研究了量化保性能控制。論文的主要內(nèi)容如下:

3、
　　1.在傳感器-控制器通道和控制器-執(zhí)行器通道均存在時延和量化的情況下，基于事件觸發(fā)機制，研究了一類Markov跳變系統(tǒng)的量化H∞控制問題。為了減少網(wǎng)絡(luò)中無效的數(shù)據(jù)傳輸，首先在狀態(tài)反饋通道引入事件發(fā)生器，數(shù)據(jù)經(jīng)事件發(fā)生器“過濾”后傳送給量化器。充分考慮了網(wǎng)絡(luò)時變時延，利用時滯分割方法，把區(qū)間[τm，τM]分成N個子區(qū)間，建立閉環(huán)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。通過構(gòu)造Lyapunov泛函，采用自由權(quán)矩陣法處理交叉項，減少系統(tǒng)保守性，得到的穩(wěn)定性

4、條件滿足期望的H∞性能指標(biāo)，并討論了如何設(shè)計相應(yīng)的H∞控制器。最后，控制算法的有效性通過一個數(shù)值例子進行了驗證。
　　2.研究了一類Markov跳變系統(tǒng)的量化H∞濾波問題。為了減少通信資源浪費，首先給出了一種事件觸發(fā)機制，其觸發(fā)系數(shù)隨模態(tài)切換而變化。采用時滯分割法建立包含時延、量化、事件觸發(fā)參數(shù)的濾波誤差系統(tǒng)模型，基于新的Markov跳變系統(tǒng)，構(gòu)造Lyapunov泛函，采用交互式凸組合方法代替自由權(quán)矩陣法，減少計算復(fù)雜性。得到的穩(wěn)

5、定性條件滿足H∞性能指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了H∞濾波器參數(shù)。最后的仿真中分析了量化密度對最大時延上界的影響。
　　3.通過在采樣器端引入事件發(fā)生器，研究了網(wǎng)絡(luò)化跳變系統(tǒng)的量化保性能控制問題。為了節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源，利用兩個對數(shù)量化器分別編碼狀態(tài)反饋信號和控制輸入信號，結(jié)合扇形有界法，把閉環(huán)事件觸發(fā)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成等價的時間滯后系統(tǒng)。充分考慮雙通道時延的影響，通過構(gòu)造Lyapunov泛函得到由一組性矩陣不等式描述的系統(tǒng)穩(wěn)定性條件，并進一步設(shè)計