网络控制系统的分析与控制

论文摘要

本论文主要研究内容为具有时延的网络控制系统的建模、稳定性分析和控制器设计。首先分析时延产生的机理、原因、特点及其对网络控制系统性能的影响。假设网络诱导时延是时变不确定的,分别在时延小于一个采样周期和大于一个采样周期的情况下建立闭环网络控制系统模型,并利用Lyapunov稳定性定理和LMI工具箱设计使系统渐进稳定且满足H∞性能指标的充分条件,并给出H∞控制器的设计方法,从而有效抑制外部扰动对网络控制系统的影响。最后,对网络控制系统发展前景进行了展望,并指出今后有待进一步研究的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 网络控制系统概述
• 1.2.1 网络控制系统的结构
• 1.2.2 网络化控制系统的特点
• 1.2.3 网络控制系统的基本问题
• 1.3 网络控制系统的研究现状
• 1.3.1 NCS 建模
• 1.3.2 NCS 稳定性分析和设计
• 1.3.3 网络调度
• 1.3.4 NCS 应用研究
• 1.4 本论文主要工作
• 第二章 时延网络控制系统分析
• 2.1 网络时延特性分析
• 2.2 时序分析
• 2.3 控制网络简介
• 2.3.1 Ethernet
• 2.3.2 ControlNet
• 2.3.3 DeviceNet
• 2.4 Matlab/Truetime 工具箱简介
• 2.5 时延对网络控制系统性能的影响
• 2.6 本章小结
• ∞控制'>第三章 短时延 NCS 鲁棒 H_∞控制
• ∞控制'>3.1 短时延NCS 状态反馈H_∞控制
• 3.1.1 问题描述
• ∞控制器设计'>3.1.2 状态反馈H_∞控制器设计
• 3.1.3 仿真实验
• ∞控制'>3.2 短时延NCS 动态输出反馈H_∞控制
• 3.2.1 问题描述
• ∞控制器设计'>3.2.2 动态输出反馈H_∞控制器设计
• 3.2.3 仿真实验
• 3.3 本章小结
• ∞控制'>第四章 长时延 NCS 鲁棒 H_∞控制
• 4.1 问题描述
• 4.2 控制器设计
• 4.3 仿真实验
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况