论文题目: 网络控制系统的建模、稳定与控制研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 控制理论与控制工程
作者: 黄剑
导师: 关治洪,王仲东
关键词: 网络控制系统,切换系统,脉冲系统,时滞,不确定性,稳定性,鲁棒镇定,保成本控制
文献来源: 华中科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 进入21 世纪的控制系统将以网络为主要特征。自动化与控制需要更深层次地渗透通信与网络技术,现场总线等具有实时性的控制网络如今已广泛地进入工业控制领域,以智能网络节点为基础实现传感器、控制器、执行器的网络化控制系统结构将是新一代控制系统形式的大势所趋。网络控制系统由于网络的介入,不可避免地带来了许多问题:如网络传输导致的反馈和控制输入中的时滞、网络带宽的限制使得数据必须分批传送、通信过程失败造成的分组丢失、不同的网络节点之间系统时钟的异步等等。这些问题的存在,不但会降低系统的控制性能,而且还是引起系统不稳定的潜在因素。本文在详细分析这些网络化的不利影响的基础上,利用李亚普诺夫稳定性理论、时滞系统理论、切换系统理论、脉冲系统理论的一些现有结果,对网络控制系统的建模、稳定性和控制方法进行了相关研究。为确保建模的合理性与实用性,本文首先概括总结了当前网络控制系统的研究文献中关于网络化的影响分析,以及解决这些不利影响的各种现有方法。定性的网络化影响分析对于网络控制系统的建模工作具有重要的指导意义。网络传输时滞是网络化给控制系统带来的最显著的不利影响,迄今已有的工作多数只针对定常网络传输时滞的研究,关于时变时滞的讨论则非常少见。为填补这个空白,本文对时变传输时滞影响的网络控制系统进行了建模与分析工作。首先在离散系统的框架下为此类系统建立了时变时滞线性区间系统模型,进一步利用离散系统的李亚普诺夫稳定性理论与方法以及矩阵不等式的相关理论,研究了这些模型的鲁棒稳定性问题; 另外,考虑到非线性被控对象在实际系统中具有更广泛的代表性,本文还研究了非线性不确定时变时滞网络控制系统的建模及稳定性分析工作,利用非线性映射的雅各比矩阵等手段得到了简洁的稳定性判据。除了时滞的影响之外,不可靠的网络通信时常会造成分组信息的丢失,亦即所谓的数据丢包现象。对于数据丢包为主要不利影响的所谓有损网络控制系统,本文分别从连续和离散两种情况使用切换系统模型进行了描述,并首次提出了这类切换系统模型与一类脉冲系统的关于稳定性的等价定理,从而将网络控制系统转换为脉冲系统进行研究。我们将切换系统中关于“慢切换”情况下驻留时间与稳定性关系的结论予以引申应用于脉冲系统之上,得到了此类脉冲系统(含脉冲微
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1．1 网络控制系统概述
1．2 网络控制系统国内外研究概述
1．3 本文的主要内容和结构
1．4 本文使用的符号说明
2 控制网络及网络化对控制系统的影响分析
2．1 控制网络概述
2．2 网络化对控制系统的影响分析
2．3 网络化不利影响的解决办法初探
2．4 本章小结
3 时变时滞网络控制系统的建模及稳定性研究
3．1 引言
3．2 网络控制系统的时变时滞离散区间系统模型及其鲁棒稳定性
3．3 网络控制系统的非线性不确定时变时滞离散系统模型及其指数稳定性
3．4 本章小结
4 有损网络控制系统的脉冲系统模型及其稳定与控制研究
4．1 引言
4．2 有损网络控制系统的脉冲微分系统模型描述
4．3 等价脉冲微分系统的稳定性分析及其仿真
4．4 有损网络控制系统的脉冲差分系统模型描述
4．5 等价脉冲差分系统的稳定性分析及其仿真
4．6 不确定离散有损网络控制系统的鲁棒镇定及其仿真
4．7 本章小结
5 网络控制系统的保成本控制研究
5．1 引言
5．2 一类参数不确定脉冲微分系统的保成本控制
5．3 不确定离散有损网络控制系统的保成本控制
5．4 本章小结
6 基于H_∞性能界的不确定网络系统的鲁棒控制
6．1 引言
6．2 模型的描述
6．3 基于H∞性能界的网络化状态反馈控制
6．4 数值示例
6．5 本章小结
7 网络化脉冲控制系统的建模及稳定性分析
7．1 引言
7．2 有损网络化脉冲控制系统的建模与稳定性研究
7．3 时滞网络化脉冲控制系统的建模与稳定性研究
7．4 网络化脉冲控制系统的数值仿真研究
7．5 本章小结
8 总结与展望
8．1 全文总结
8．2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间发表的论文目录
发布时间: 2006-04-05
参考文献
- [1].网络控制系统的镇定与优化设计研究[D]. 曲峰林.华中科技大学2013
- [2].无线网络控制系统的滤波与控制[D]. 孙涛.浙江大学2013
- [3].网络控制系统的研究及其应用[D]. 王天堃.华北电力大学（北京）2009
- [4].网络控制系统调度与控制协同设计的研究[D]. 潘卫华.华北电力大学（河北）2010
- [5].网络控制系统的建模、分析与控制[D]. 朱其新.南京航空航天大学2003
- [6].网络控制系统若干通信网络实时特性研究[D]. 范兴刚.浙江大学2004
- [7].网络控制系统的建模、稳定性分析及其调度的研究[D]. 窦连旺.天津大学2004
- [8].网络控制系统的建模与控制[D]. 樊卫华.南京理工大学2004
- [9].网络控制系统的鲁棒控制算法研究[D]. 黎善斌.浙江大学2005
- [10].开放式网络控制系统的研究与应用[D]. 陈宁宁.浙江大学2006
标签：网络控制系统论文; 切换系统论文; 脉冲系统论文; 时滞论文; 不确定性论文; 稳定性论文; 鲁棒镇定论文; 保成本控制论文;