基于切换的一类网络控制系统

论文摘要

随着控制科学和计算机技术的快速发展,网络控制系统应运而生,通信智能化给自动化技术带来了深远影响和挑战。目前,网络控制系统已成为国际学术界研究的一个热点。本文主要从建模、控制器设计和稳定性分析几个方面对网络控制系统中的时延、丢包问题进行了研究。首先,研究了网络控制系统的建模问题和稳定性问题。建立了发生时延、丢包等问题的网络控制系统模型。其次,基于切换模型研究了时延、丢包网络控制系统的控制问题。建立了系统的开闭环预测切换模型,通过观测器补偿的方法对时延、丢包网络控制系统进行控制,并给出了观测器和控制器的设计方法,同时当系统存在外部扰动时,给出一种具有H_∞性能界的状态反馈控制器的设计方法。数值仿真结果说明了采用时延、丢包补偿后的系统动态性能要优于补偿之前,且满足一定的H_∞性能指标,验证了设计方法的可行性。最后,研究了网络控制系统的扩展模式——基于网络的反馈连接系统。当网络发生丢包时,系统建模为在四种状态间切换的切换系统。应用平均驻留时间方法给出系统渐近稳定的充分条件。数值仿真验证了结果的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 网络控制系统中的基本问题
• 1.3 网络控制系统的研究现状
• 1.4 目前研究中存在的问题
• 1.5 本文的主要内容
• 第二章 切换系统基础分析
• 2.1 引言
• 2.2 切换系统的简介
• 2.3 切换系统的特性及分类
• 2.4 切换系统的研究现状
• 2.5 基于切换的网络控制系统研究现状
• 2.6 小结
• 第三章 网络控制系统的建模
• 3.1 引言
• 3.2 关于时延的NCS建模
• 3.3 关于丢包的NCS建模
• 3.4 小结
• ∞控制'>第四章 带有时延或丢包的网络控制系统的H_∞控制
• 4.1 引言
• 4.2 问题描述
• 4.3 主要结果
• 4.4 仿真例子
• 4.5 小结
• 第五章 NBFI控制系统
• 5.1 引言
• 5.2 带有丢包的NBFI的问题描述
• 5.3 主要结果
• 5.4 仿真例子
• 5.5 小结
• 第六章 工作总结及展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间撰写与发表的论文
• 致谢