本文關(guān)鍵詞：噪聲環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)化時(shí)滯系統(tǒng)的最優(yōu)控制

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【摘要】：網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)又稱(chēng)控制網(wǎng)絡(luò),是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與控制技術(shù)發(fā)展與融合的產(chǎn)物。NCS應(yīng)用廣泛,可應(yīng)用于幾乎任何需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的場(chǎng)合,DCS、工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)都屬于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),它體現(xiàn)了控制系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、集成化、分布化、節(jié)點(diǎn)智能化的發(fā)展趨勢(shì),與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比具有很大的優(yōu)勢(shì)。然而由于信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播,所以在傳播過(guò)程中同時(shí)存在著網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延、擁塞、數(shù)據(jù)丟包的問(wèn)題。本文針對(duì)一類(lèi)含不確定干擾的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),在干擾項(xiàng)中帶有隨機(jī)噪聲,提出了基于卡爾曼濾波方法的隨機(jī)擾動(dòng)處理算法。利用求解Riccati方程和Stein方程推導(dǎo)出前饋-反饋?zhàn)顑?yōu)控制律,進(jìn)而根據(jù)分離原理推導(dǎo)出隨機(jī)干擾的線性離散系統(tǒng)前饋-反饋?zhàn)顑?yōu)控制律。另外,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延的特點(diǎn),在系統(tǒng)模型中增加控制時(shí)滯和狀態(tài)時(shí)滯,分別采用不同的無(wú)時(shí)滯轉(zhuǎn)換法對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。首先針對(duì)含有隨機(jī)噪聲干擾的線性離散系統(tǒng)提出了前饋-反饋?zhàn)顑?yōu)控制器的設(shè)計(jì)方案;其次對(duì)含有控制時(shí)滯的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模,得到了帶有控制時(shí)滯的隨機(jī)噪聲干擾的線性離散系統(tǒng)模型,然后對(duì)離散模型做無(wú)時(shí)滯轉(zhuǎn)換并設(shè)計(jì)了前饋-反饋控制器;第四章對(duì)帶有狀態(tài)時(shí)滯的網(wǎng)絡(luò)化時(shí)滯系統(tǒng)進(jìn)行了討論,通過(guò)構(gòu)造一個(gè)敏感度函數(shù)和相應(yīng)的麥克勞林展開(kāi)式對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行變換,并增加一個(gè)伴隨向量對(duì)控制律進(jìn)行補(bǔ)償,考慮到實(shí)際運(yùn)算的難度,采用M階的次優(yōu)控制律進(jìn)行估算。最后通過(guò)仿真研究,對(duì)噪聲環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分別在前饋-反饋?zhàn)顑?yōu)控制和經(jīng)典狀態(tài)反饋控制的作用下進(jìn)行穩(wěn)定性對(duì)比和分析,從仿真結(jié)果來(lái)看,在噪聲系統(tǒng)的控制效果、性能方面得到有效地改善,并具有較好的抑制外部擾動(dòng)能力和魯棒性,從而表明此方法的有效性和可行性。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP273

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