【摘要】：國內(nèi)外學(xué)者對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究日漸增多,所取得的一系列成果為網(wǎng)絡(luò)控制體系的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。由于通信網(wǎng)絡(luò)的引入,將會導(dǎo)致信道中產(chǎn)生時延和丟包,這種現(xiàn)象在連續(xù)系統(tǒng)中等效為誘導(dǎo)時滯。在各類時滯系統(tǒng)中,當(dāng)系統(tǒng)方程中的求和數(shù)目增加并且相鄰參數(shù)值之間的差異減小時,分布時滯系統(tǒng)則會出現(xiàn)。比如,針對一種帶壓力進(jìn)料的液體推進(jìn)火箭發(fā)動機(jī),在對上述對象的加料系統(tǒng)和燃燒室進(jìn)行建模的過程中需要考慮分布時滯系統(tǒng)。客觀上來講,分布時滯能夠更精確地描述系統(tǒng)的特性,揭示事物變化的本質(zhì)。因此研究帶有分布時滯的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有重要的實(shí)際意義。此外,考慮由于數(shù)學(xué)建模誤差、條件變化及外界干擾等引起的不確定性對系統(tǒng)的影響也是必不可少的。本文的關(guān)鍵內(nèi)容是研究分布時滯系統(tǒng)的魯棒控制和濾波問題,并通過實(shí)例仿真證明文中所提出的設(shè)計(jì)方法是切實(shí)可行且有效的。首先,研究針對分布時滯系統(tǒng)不同性能指標(biāo)下的控制器設(shè)計(jì)問題。一方面,考慮帶有執(zhí)行器故障的分布時滯系統(tǒng),研究一類魯棒容錯H∞控制器的設(shè)計(jì)問題。首先把通信網(wǎng)絡(luò)中的時延和丟包處理為等效時滯,再引入執(zhí)行器的故障矩陣,建立相應(yīng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。然后,結(jié)合李雅普諾夫穩(wěn)定性理論,推出保證閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)漸近穩(wěn)定且具有給定噪聲抑制水平的性能判據(jù);根據(jù)線性矩陣不等式技術(shù),得到控制器參數(shù)的求解方法。最終,仿真驗(yàn)證所設(shè)計(jì)控制器的有效性。另一方面,本文還基于分布時滯系統(tǒng)提出有效的L2-L∞控制器設(shè)計(jì)方法。其次,考慮帶有范數(shù)有界不確定性的分布時滯系統(tǒng),在選取不同性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上,充分研究不確定分布時滯系統(tǒng)的魯棒控制和濾波方法設(shè)計(jì)問題。針對帶有不確定項(xiàng)的分布時滯系統(tǒng),根據(jù)不同的需求設(shè)計(jì)控制器和濾波器,并利用增廣狀態(tài)法建立相應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)。進(jìn)一步推導(dǎo)出滿足給定性能指標(biāo)的充分條件以及可以求取控制器和濾波器參數(shù)矩陣的線性矩陣不等式,仿真結(jié)果可以證明所提設(shè)計(jì)方法是有效的。最后,考慮由T-S模糊模型描述系統(tǒng)自身的非線性,本文具體研究非線性分布時滯系統(tǒng)的L2-L∞濾波方法設(shè)計(jì)問題。利用分布補(bǔ)償原理對被控對象和模糊濾波器去模糊化,并建立相應(yīng)的閉環(huán)濾波誤差系統(tǒng);構(gòu)造適當(dāng)?shù)睦钛牌罩Z夫函數(shù)并應(yīng)用相關(guān)引理,進(jìn)而推導(dǎo)出滿足給定L2-L∞指標(biāo)的性能準(zhǔn)則;利用線性矩陣不等式技術(shù)、全等變換和變量替換得到求取模糊濾波器參數(shù)的矩陣不等式,并把濾波器系數(shù)求解問題轉(zhuǎn)化成一個凸優(yōu)化問題。最后,數(shù)值仿真的結(jié)果證明所提濾波方法是可行且有效的。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP13;TN713

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2675374