具有通信約束的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)調度策略與動態(tài)量化控制的研究.pdf

1、近年來，隨著控制理論、通信網(wǎng)絡以及電子技術的飛速發(fā)展和日益滲透，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)給自動化技術帶來了深遠的影響和新的挑戰(zhàn)。本文針對通訊受限下的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，就節(jié)點調度策略、位速率分配及動態(tài)量化控制的聯(lián)合設計問題展開系列研究。本文主要工作如下:
　　首先，針對一類隨機短時延網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，在介質訪問約束的情況下基于動態(tài)調度策略進行魯棒控制器的聯(lián)合設計。在網(wǎng)絡雙邊通道采用對數(shù)量化器和TOD調度策略，將隨機短時延及量化誤差轉化為系統(tǒng)的不確定參數(shù)

2、，進而將系統(tǒng)建模成一類離散切換不確定系統(tǒng)，采用切換系統(tǒng)及李雅普諾夫穩(wěn)定性理論進行魯棒控制器的設計以保證閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定且具有魯棒性能。
　　其次，針對介質訪問約束下連續(xù)時不變的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，提出了動態(tài)量化器與魯棒控制器聯(lián)合設計的新方法。改進水平-中心型均勻量化器為帶有縮放因子的動態(tài)量化器，將系統(tǒng)建模成離散切換不確定系統(tǒng)。量化器在離散時間依賴量化輸入（系統(tǒng)輸出和控制輸出）動態(tài)調節(jié)縮放因子，采用Lyapunov穩(wěn)定性理論給出系統(tǒng)漸近穩(wěn)

3、定的充分條件，進而以LMI形式給出觀測器和魯棒控制器分離設計的方法。
　　最后，在介質訪問約束和位速率受限同時存在的情況下，針對由多個不穩(wěn)定被控子對象構成的NCS，提出節(jié)點調度和編碼位數(shù)分配二重調度的新思想。由于所有節(jié)點不能同時獲得滿足量化誤差收斂的最小位速率，首先基于切換駐留方法設計節(jié)點調度策略，對得到調度的節(jié)點采用反饋調度器在線動態(tài)分配位速率，動態(tài)量化器根據(jù)分配的位速率更新量化規(guī)則。將動態(tài)量化誤差轉化為量化范圍，提出量化依賴的