分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)若干控制問題研究.pdf

1、西南交通大學(xué)博士學(xué)位論文分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)若干控制問題研究姓名：張湘申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：電力電子與電力傳動(dòng)指導(dǎo)教師：肖建20081201第ll頁(yè)西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文上，本文簡(jiǎn)要地介紹了國(guó)內(nèi)外分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及相關(guān)方面的工作。其次，本文在分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的時(shí)延問題和系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)之上，建立了分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中通信網(wǎng)絡(luò)部分與系統(tǒng)被控對(duì)象聯(lián)合形成的網(wǎng)絡(luò)化廣義被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。本文將分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分

2、為兩類：一類是控制系統(tǒng)的前向通道和反饋通道均存在傳輸時(shí)延的雙通道時(shí)延型系統(tǒng)，另一類是僅在控制系統(tǒng)的反饋通道中存在傳輸時(shí)延的反饋通道時(shí)延型系統(tǒng)。本文從兩個(gè)方面分別建立了分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的兩種數(shù)學(xué)模型：一種將系統(tǒng)建模為時(shí)滯系統(tǒng)，另一種將系統(tǒng)建模為大延遲系統(tǒng)。本文在連續(xù)時(shí)間域以及離散時(shí)間域中分別地對(duì)兩類系統(tǒng)建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。其中，為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)建模和便于系統(tǒng)分析，兩類系統(tǒng)在離散時(shí)間域中是以時(shí)間驅(qū)動(dòng)方式工作的，即傳感器、控制器和執(zhí)行器都是基

3、于時(shí)間觸發(fā)的。本文在分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的第一種數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)之上，給出了系統(tǒng)輸出反饋控制的穩(wěn)定性存在定理以及鎮(zhèn)定控制器參數(shù)的綜合設(shè)計(jì)。再次，本文以分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的第二種數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)進(jìn)行了系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)。本文提出了Smith時(shí)延補(bǔ)償控制的綜合設(shè)計(jì)法以及最優(yōu)化控制設(shè)計(jì)法。對(duì)于Smith預(yù)測(cè)器法，本文從輸出反饋控制和狀態(tài)反饋控制兩方面來(lái)設(shè)計(jì)控制器，分別得到了基于Smith預(yù)測(cè)器的輸出反饋控制器和狀態(tài)反饋控制器及與其相關(guān)的狀態(tài)觀測(cè)器。對(duì)于

4、最優(yōu)化控制設(shè)計(jì)法，本文做了時(shí)延系統(tǒng)與無(wú)時(shí)延系統(tǒng)的線性二次型性能指標(biāo)的等效變換。在此基礎(chǔ)之上，為分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了無(wú)限時(shí)間最優(yōu)化控制。本文提出了通信與控制的協(xié)同最優(yōu)化控制方法。本文采用輸入滯后變換為系統(tǒng)的擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)項(xiàng)的方法對(duì)分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)作了穩(wěn)定性分析和系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制的綜合設(shè)計(jì)。本文將存在數(shù)據(jù)丟包的分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建模為跳躍系統(tǒng)并作了穩(wěn)定性分析和控制綜合設(shè)計(jì)。本文對(duì)分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的輸入多采樣率控制進(jìn)行了研究。最后，本文對(duì)