网络化遥操作系统的时滞稳定性分析

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近年来,遥操作系统由于可以延伸人类的触觉而被越来越多的运用在生活工作中。同时,由遥操作系统的构成可知,系统的信息传输通道是互联网。而时滞是系统中所有经由互联网传递信息而产生的一个必然结果。研究表明,即使存在很小的时滞也会导致系统不稳定或者系统性能急剧降低。从控制角度出发,系统的稳定性是系统其他性能工作的基础。因此,研究具有时滞的网络化遥操作系统的稳定性是具有一定的实际意义。本文的研究工作有以下几个方面:(1)研究了具有时变时延的遥操作系统的稳定性问题。考虑通信时延为时变且非对称的情况下,设计了力反馈控制器、位置误差控制器、位置误差速度控制器三种不同的控制器。针对此3种不同控制器下的遥操作系统,分别构造适合的李雅普诺夫泛函。之后在利用积分不等式方法对其导数处理时,有效的利用了时延信息。最后得出了线性矩阵不等式形式的遥操作系统的稳定性新判据。(2)进一步研究了具有重力自适应的时变时延的遥操作系统的稳定性问题。考虑时延为非对称时变时延的情况下,设计了自适应律和具有重力估计项的位置误差速度控制器。在此基础上构造了合适的李雅普诺夫泛函,并利用积分不等式方法来放松遥操作系统的保守性。最后分析并得到了线性矩阵不等式形式的具有重力自适应的遥操作系统的新稳定性判据。(3)对本文所提出稳定性定理进行仿真验证,并且通过仿真图表对遥操作系统的稳定性进行了分析。对比仿真结果表明本文所提出稳定性判据是有效的。
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