本文關鍵詞：非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)控制問題研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著網(wǎng)絡通訊技術(shù)和計算機技術(shù)的逐步改進和迅速發(fā)展,控制技術(shù)與網(wǎng)絡通信技術(shù)和計算機技術(shù)的融合拓展逐步形成了現(xiàn)今頗具研究價值的網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)。由于具有布線簡單、結(jié)構(gòu)靈活、易于安裝和維護、易擴展等特點,網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)已在工業(yè)自動化、智能交通、環(huán)境監(jiān)測、遠程醫(yī)療、航空航天等領域得到廣泛應用�，F(xiàn)實物理系統(tǒng)大都是非線性系統(tǒng),Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型能夠?qū)⒎蔷€性系統(tǒng)分割為一系列線性子系統(tǒng)模型,然后利用隸屬函數(shù)加權(quán)求和逼近原系統(tǒng)。T-S模糊模型可以將已有的豐富的線性系統(tǒng)理論用于非線性系統(tǒng)的研究,成為了非線性系統(tǒng)向線性系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的橋梁,深得科研人員的青睞。目前已有諸多基于T-S模糊模型的非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)的研究成果。然而,由于現(xiàn)有T-S模糊模型是基于一型模糊集合理論,對不確定性描述能力差,設計結(jié)果仍有進一步改進的空間。區(qū)間二型模糊集合理論是二型模糊集合理論的簡化,能夠充分描述系統(tǒng)中的不確定性。本論文將結(jié)合區(qū)間二型模糊集合理論與T-S模糊模型,對不確定非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)進行如下研究：第二章在區(qū)間二型模糊模型框架下研究了不確定非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)隨機丟失的狀態(tài)反饋控制器設計問題。在控制設計過程中,考慮數(shù)據(jù)隨機丟失現(xiàn)象。利用上下界隸屬函數(shù)和相應的權(quán)重系數(shù)構(gòu)造實際隸屬函數(shù),進而描述系統(tǒng)中的參數(shù)不確定。本文設計了一個新穎的狀態(tài)反饋控制器鎮(zhèn)定閉環(huán)系統(tǒng),保證閉環(huán)系統(tǒng)隨機穩(wěn)定并具有外部干擾抑制性能。此外,為增強控制器設計的靈活性,控制器模型不必和系統(tǒng)模型使用同樣的前件、模糊規(guī)則數(shù)和隸屬函數(shù)。第三章研究了一類不確定非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)在通訊受限和參數(shù)不確定情形下的基于模糊觀測器的控制器設計問題。利用區(qū)間二型T-S模糊模型對含有參數(shù)不確定的非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)進行建模,其中利用上下界隸屬函數(shù)對系統(tǒng)中的不確定性進行描述�？紤]傳感器-觀測器以及控制器-執(zhí)行器通訊鏈路之間的數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。本文利用一種新穎的數(shù)據(jù)補償策略描述控制器-執(zhí)行器通訊鏈路。在前件不匹配的情形下進行觀測器設計,然后,利用觀測的狀態(tài)進行控制器設計。更進一步,提出了基于模糊觀測器的控制器設計判定條件,保證閉環(huán)系統(tǒng)隨機穩(wěn)定且滿足給定的H∞性能指標。第四章研究了一類離散的非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)的基于觀測器的跟蹤控制問題,該系統(tǒng)存在參數(shù)不確定和狀態(tài)不可測現(xiàn)象。設計過程中考慮了數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。本文利用區(qū)間二型T-S模糊模型對不確定非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)建模,利用上下界隸屬函數(shù)描述系統(tǒng)中不確定參數(shù)。構(gòu)造了一個前件變量獨立的區(qū)間二型模糊觀測器估計系統(tǒng)中不可測的狀態(tài)變量,在此基礎上,設計一個區(qū)間二型模糊跟蹤控制器。更進一步,本文提出了基于觀測器的跟蹤控制器設計的判定條件,保證閉環(huán)系統(tǒng)的H∞跟蹤性能。第五章基于區(qū)間二型模糊集合理論研究了一類非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)的模糊濾波器設計問題。在設計過程中,考慮了兩個重要的因素,即數(shù)據(jù)隨機丟失和數(shù)據(jù)量化。利用上下界隸屬函數(shù)和權(quán)重系數(shù)構(gòu)造系統(tǒng)中的實際隸屬函數(shù),進而有效地描述系統(tǒng)中的不確定參數(shù)。本文設計了一種新穎的模糊濾波器保證濾波誤差系統(tǒng)隨機穩(wěn)定且滿足給定的H∞性能指標。此外,設計的濾波器不需要和系統(tǒng)模型使用相同的隸屬函數(shù)和模糊規(guī)則數(shù)。第六章在區(qū)間二型模糊模型框架下研究了一類參數(shù)不確定的非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)的基于濾波器的故障診斷問題。分別利用伯努利隨機分布過程和對數(shù)量化器描述系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)隨機丟失和數(shù)據(jù)量化問題。在區(qū)間二型T-S模糊模型框架下,利用上下界隸屬函數(shù)處理系統(tǒng)中的不確定參數(shù)。本文設計了一種新穎的區(qū)間二型故障診斷濾波器保證殘差系統(tǒng)隨機穩(wěn)定且能滿足給定的Hoo性能。值得指出的是,本文所提出的故障診斷濾波算法不需要和系統(tǒng)模型使用同樣的前件變量、模糊規(guī)則數(shù)以及隸屬函數(shù),從而增強故障診斷濾波器設計的靈活性。
【關鍵詞】：非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng) 區(qū)間二型T-S模糊模型 狀態(tài)反饋控制 觀測器設計 跟蹤控制 濾波 故障診斷
【學位授予單位】：渤海大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP13;TN713
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 主要符號13-14
• 1 緒論14-30
• 1.1 本課題的選題背景及研究意義14-15
• 1.2 Takagi-Sugeno模糊模型的發(fā)展現(xiàn)狀15-23
• 1.2.1 一型Takagi-Sugeno模糊模型的發(fā)展現(xiàn)狀15-19
• 1.2.2 區(qū)間二型Takagi-Sugeno模糊模型的發(fā)展現(xiàn)狀19-23
• 1.3 網(wǎng)絡化系統(tǒng)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀23-25
• 1.4 現(xiàn)有網(wǎng)絡化系統(tǒng)研究成果的不足及待研究的問題25-27
• 1.5 本論文的主要研究內(nèi)容27-30
• 2 網(wǎng)絡通訊受限下不確定非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制30-50
• 2.1 問題描述30-35
• 2.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析35-39
• 2.3 狀態(tài)反饋控制器設計39-41
• 2.4 仿真例子41-49
• 2.5 本章小結(jié)49-50
• 3 前件不可測的網(wǎng)絡化系統(tǒng)輸出反饋控制50-70
• 3.1 問題描述50-55
• 3.2 穩(wěn)定性分析55-58
• 3.3 輸出反饋控制器設計58-59
• 3.4 仿真例子59-68
• 3.5 本章小結(jié)68-70
• 4 不確定非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)的輸出跟蹤控制70-86
• 4.1 問題描述70-76
• 4.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析76-79
• 4.3 跟蹤控制器設計79-80
• 4.4 仿真例子80-85
• 4.5 本章小結(jié)85-86
• 5 通訊網(wǎng)絡受限下不確定非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)的濾波器設計86-104
• 5.1 問題描述86-91
• 5.2 濾波誤差系統(tǒng)性能分析91-95
• 5.3 區(qū)間二型模糊濾波器設計95-97
• 5.4 仿真例子97-103
• 5.5 本章小結(jié)103-104
• 6 通訊受限下不確定非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)的故障診斷104-122
• 6.1 問題描述104-110
• 6.2 殘差系統(tǒng)性能分析110-114
• 6.3 區(qū)間二型模糊故障診斷濾波器設計114-116
• 6.4 仿真例子116-121
• 6.5 本章小結(jié)121-122
• 總結(jié)與展望122-124
• 參考文獻124-132
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文132-134
• 致謝134

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  本文關鍵詞：非線性網(wǎng)絡化系統(tǒng)控制問題研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：433797