带有量化的网络控制系统的镇定研究

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自从数字控制器用于反馈系统,量化误差的研究在数字控制系统就成为一个重要的研究领域.如今,许多控制系统是经具有受限带宽的通讯通道远程实现的,我们称之为远程控制系统.在这样的系统中,通讯链路通常是由不同的应用程序共享的,一个自然的问题是减少需要传输的信息量,同时保证能实现确定的闭环性能.在远程控制系统中,对象和控制器是物理分离的,传感器信息(发送给控制器)与控制信号(反馈给对象)是经一个通讯网络连接的.换句话说,通过控制系统元件(传感器、控制器、执行器)间的一个共享通讯通道,交换反馈信息.而且,很自然的假设控制与量测信号同时被量化.分析量化影响的一个简单经典的方法是处理量化误差为以一个扇形界为界的不确定项或非线性项.进而,研究量化影响的鲁棒分析工具,如绝对稳定性理论可以直接应用于研究量化影响.而且,控制参数对于最小量化影响是最优的,此方法称为扇形界方法.因此,利用扇形界方法来研究带有输入与输出量化的网络控制系统具有重要的理论与实际意义.  以下为本文的主要研究工作:  在第一章中,介绍了本文研究的理论意义以及国内外现状.  在第二章中,研究了涉及信号量化与数据丢包的网络控制系统的动态输出反馈控制问题.被控系统的状态是不可测的,而且量测输出信号与控制输出信号在经过网络传输之前被对数量化.由于通道带宽受限,使得由传感器到控制器的通讯通道、由控制器到执行器的通道,可能发生随机丢包,因此,闭环系统被建模为含有四个子系统的离散切换系统.利用扇形界方法与平均驻留时间方法,以非线性矩阵不等式的形式给出闭环系统指数稳定的充分条件,并通过求解一个非线性最小化问题得出动态控制器.  在第三章中,研究了带有随机丢包及输入与输出对数量化的网络控制系统的镇定问题,其中,丢包率与量化误差参数是给定的.运用Lyapunov泛函方法,以线性矩阵不等式形式设计了动态输出反馈控制器.  在第四章中,研究了具有数据丢包与时滞的线性网络控制系统的镇定问题,采用时滞输入法建模网络控制系统为包含两个子系统的时滞切换系统.利用切换系统方法与分段Lyapunov泛函方法,给出闭环系统指数稳定的充分条件.并设计了动态控制器(以LMIs的形式).  在第五章中,对本文研究工作做了总结并对后续工作进行展望.
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