發(fā)布時間：2017-08-20 16:02

  本文關(guān)鍵詞：基于模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分析與研究

  更多相關(guān)文章： 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 自適應(yīng)控制 時延 穩(wěn)定性 不確定性

【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked Control System,NCS)的日益發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)建模過程所帶來的不確定性問題給網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)帶來了極大的挑戰(zhàn)。建立合理的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模型既是解決網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)和前提,也是進(jìn)行控制器及執(zhí)行器的分析與設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)是一個隨機(jī)變化的系統(tǒng),針對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模研究也將是一個非常困難、有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在存在諸多優(yōu)點(diǎn)的同時,也帶來許多問題,如采樣周期、網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延、數(shù)據(jù)包丟失、單包傳輸與多包傳輸、節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動方式、網(wǎng)絡(luò)信息調(diào)度及數(shù)據(jù)包時序錯亂和噪聲干擾等問題。如何在考慮更多的影響因素的情況下,建立更符合實(shí)際應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)模型,成為網(wǎng)絡(luò)控制研究的一個主要方向。在實(shí)際理論和工程研究過程中,主要通過揭示實(shí)際系統(tǒng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的演化機(jī)理,以提高網(wǎng)絡(luò)適合于實(shí)際系統(tǒng)需要為主導(dǎo),致力于構(gòu)造更加符合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)自身特性的理論模型。本文主要是對基于模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析與研究。充分考慮網(wǎng)絡(luò)時延、不確定、非線性等問題,建立網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模型,進(jìn)而利用Lyapunov穩(wěn)定性理論、最小增益定理、線性矩陣不等式等工具來分析研究系統(tǒng)的性能、穩(wěn)定性以及控制器設(shè)計(jì)等問題。首先,建立網(wǎng)絡(luò)模型,在考慮網(wǎng)絡(luò)時延及不確定的情況下,分析L1自適應(yīng)控制(L1-AC)時延系統(tǒng)的穩(wěn)定性及魯棒性,設(shè)計(jì)出可以保證穩(wěn)定性及其性能自適應(yīng)控制器,隨后通過對標(biāo)準(zhǔn)模型參考自適應(yīng)控制(MRAC)和L1-AC的跟蹤性能仿真比較,結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的L1-AC自適應(yīng)控制器是可行及有效的。其次,進(jìn)一步在考慮時延與非線性死區(qū)輸入條件下,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模型,通過設(shè)計(jì)一個連續(xù)的、低復(fù)雜度的、靜態(tài)的狀態(tài)反饋控制器,使得系統(tǒng)的期望跟蹤性能得到保證,仿真實(shí)驗(yàn)可知狀態(tài)反饋控制器能夠在瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)輸出誤差性能方面實(shí)現(xiàn)預(yù)期性能指標(biāo)。最后,考慮分布式時延、參數(shù)的不確定性等問題,建立網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)模型,利用Lyapunov-Razumikhin函數(shù)的方法,結(jié)合Riccati不等式工具,獲得了該類系統(tǒng)的控制器存在的充要條件,數(shù)字仿真驗(yàn)證了提出的新設(shè)計(jì)方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 自適應(yīng)控制 時延 穩(wěn)定性 不確定性
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 基于模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究狀況11-14
• 1.1.1 研究的背景及意義11-12
• 1.1.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.1.3 基于模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2 主要的幾種模型及系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷方法14-22
• 1.2.1 主要的幾種模型14-19
• 1.2.2 判斷模型穩(wěn)定性的常用方法19-22
• 1.3 本文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排22-24
• 第2章 時延系統(tǒng)的L1自適應(yīng)控制的穩(wěn)定性及魯棒性研究24-31
• 2.1 引言24
• 2.2 問題描述24-25
• 2.3 控制器的設(shè)計(jì)及主要結(jié)論25-29
• 2.3.1 性能分析及控制器設(shè)計(jì)25-26
• 2.3.2 主要結(jié)論26-29
• 2.4 仿真驗(yàn)證29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 利用低復(fù)雜度控制方法實(shí)現(xiàn)不確定時延系統(tǒng)的跟蹤性能31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 性能預(yù)測及控制預(yù)備31-32
• 3.2.1 期望的性能指標(biāo)31-32
• 3.2.2 預(yù)備知識32
• 3.3 問題描述32-34
• 3.4 控制器的設(shè)計(jì)34-38
• 3.5 仿真驗(yàn)證38-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 不確定非線性網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析41-48
• 4.1 引言41-42
• 4.2 問題描述42
• 4.3 控制器的設(shè)計(jì)42-45
• 4.3.1 狀態(tài)反饋控制器的設(shè)計(jì)42-44
• 4.3.2 魯棒￥H狀態(tài)反饋控制器的設(shè)計(jì)44-45
• 4.4 數(shù)例仿真45-46
• 4.5 本章小結(jié)46-48
• 第5章 總結(jié)與展望48-50
• 參考文獻(xiàn)50-55
• 致謝55-56
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄56

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本文編號：707529