本文關(guān)鍵詞：帶寬受限非線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與綜合

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【摘要】：網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCSs)是指以通信網(wǎng)絡(luò)為橋梁將分布在不同位置的組成單元(如執(zhí)行器、傳感器和控制器等)鏈接到同一閉環(huán)控制系統(tǒng)中,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與信息共享。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比,網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有可靠性強(qiáng),資源共享,成本低、易擴(kuò)展和維修等優(yōu)勢(shì)。這使網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在軍事、醫(yī)療、航空航天、工業(yè)等領(lǐng)域得到迅速的擴(kuò)展與應(yīng)用。雖然網(wǎng)絡(luò)的引入帶動(dòng)控制系統(tǒng)的迅速發(fā)展,但同時(shí)也提出了新的問題、新的挑戰(zhàn),比如數(shù)據(jù)丟包,數(shù)據(jù)量化和網(wǎng)絡(luò)時(shí)延等。這些問題的存在都會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能下降甚至造成直接的國(guó)民經(jīng)濟(jì)損失。而傳統(tǒng)的思維方式和分析方法很難直接應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中。因此,必須以新的視覺研究網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以保證其正常運(yùn)行。本文主要基于線性矩陣不等式技術(shù)和李雅普諾夫穩(wěn)定性理論,對(duì)帶寬受限網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)存在的數(shù)據(jù)丟包、量化等問題進(jìn)行研究。另外,為了研究更接近實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),本文還考慮了控制系統(tǒng)的非線性與飽和現(xiàn)象。綜上所述,文章的主要研究成果分為以下幾方面:研究具有隨機(jī)丟包和量化的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)狀態(tài)反饋H_∞控制問題。采用對(duì)數(shù)量化器,考慮隨機(jī)丟包且隨機(jī)變量符合伯努利分布,構(gòu)建一個(gè)完整的包括隨機(jī)丟包和信號(hào)量化的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模型,基于線性矩陣不等式技術(shù)和李雅普諾夫理論,給出一類隨機(jī)丟包和量化共同存在的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)狀態(tài)反饋H_∞控制器的設(shè)計(jì)方法,并提出基于LMI的充分條件,證明在該控制器的作用下,閉環(huán)系統(tǒng)是指數(shù)均方穩(wěn)定的,并且滿足指定的H_∞性能指標(biāo)。研究具有非線性的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)H_∞量化濾波問題。針對(duì)給定的含有非線性項(xiàng)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),通過非線性分解技術(shù),將其重新構(gòu)建為線性的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),采用動(dòng)態(tài)量化器。基于LMI技術(shù)提出一類非線性網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)H_∞量化濾波器的設(shè)計(jì)方法,并利用李雅普諾夫理論證明在該濾波器的作用下,濾波誤差系統(tǒng)是漸進(jìn)穩(wěn)定的且滿足給定的濾波目標(biāo)。研究傳感器飽和的隨機(jī)非線性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)H_∞量化濾波問題。首先構(gòu)建一個(gè)新的更加貼近實(shí)際的包含傳感器飽和、量化的非線性網(wǎng)絡(luò)控制模型,采用動(dòng)態(tài)量化策略,并利用李雅普諾夫理論及LMI方法,設(shè)計(jì)一個(gè)H_∞量化濾波器以保證系統(tǒng)滿足指數(shù)均方穩(wěn)定并具有一定的H_∞性能。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273

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本文編號(hào)：1244998