具有時變傳輸延遲與傳輸間隔的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制器設計.pdf

1、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)是通過與其它設備共享通訊網(wǎng)絡進行通訊且控制回路是閉環(huán)的控制系統(tǒng)。由于把網(wǎng)絡引入到控制系統(tǒng)中，使得它與傳統(tǒng)的點對點的控制系統(tǒng)相比有很多優(yōu)點，比如節(jié)約成本、易于安裝和維護、更好的系統(tǒng)靈活性。然而，通過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換會不可避免地導致傳輸延遲、傳輸間隔、數(shù)據(jù)包丟失、變采樣等問題，這會降低系統(tǒng)的性能甚至會導致閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。我們知道時變的數(shù)據(jù)包丟失和變采樣的問題可以等價地處理為時變的傳輸間隔問題。因此，如何補償在一個線性的網(wǎng)絡控制系

2、統(tǒng)中存在的時變的傳輸延遲和傳輸間隔是一個基本的問題。但是，目前有關具有時變傳輸延遲和傳輸間隔的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)研究結果有很大的保守性。本文是基于隨機延遲的方法，通過把輸入延遲的實時分布建模為一個相關的非同一分布過程，利用線性矩陣不等式和Lyapunov-Krasovski穩(wěn)定性定理得到了整個系統(tǒng)魯棒指數(shù)穩(wěn)定的延遲分布相關的充分條件。由此產(chǎn)生的控制器的設計方法作為一個具有線性矩陣不等式約束的非線性凸優(yōu)化問題被提出。本文的主要內(nèi)容如下:

3、　　首先，概括敘述了本課題的研究背景和意義、研究中存在的基本問題以及研究的現(xiàn)狀。之后，介紹了不確定性、魯棒鎮(zhèn)定、T-S模糊模型、線性矩陣不等式、Lyapunov-Krasovskii穩(wěn)定性定理等概念以及一些常用引理。
　　其次，對本文所研究的問題進行了相應的問題描述，然后建立相應的隨機延遲模型，并針對該模型進行了穩(wěn)定性分析。通過構造合適的Lyapunov-Krasovskii泛函，利用Jensen積分不等式、Schur補引理、S-

4、procedure引理以及另外兩個重要的不等式，以線性矩陣不等式(LMIs)的形式給出了系統(tǒng)魯棒指數(shù)穩(wěn)定的延遲分布相關的充分條件。隨后，對閉環(huán)系統(tǒng)進行了鎮(zhèn)定分析，在分析中涉及到了非線性矩陣不等式的處理，通過把這些非線性矩陣不等式轉化為一個具有LMIs約束的非線性凸優(yōu)化問題，得到了閉環(huán)系統(tǒng)的鎮(zhèn)定條件。之后，給出了控制器的設計方法。
　　最后，對全文進行了總結與展望，指出了本文的貢獻以及下一步的研究方向。
　　文中所采用的Lya