基于事件传送策略的网络化控制系统协作控制研究

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:jimmy7872
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近年来,由于网络用户数量的持续增加及网络信息的多样化,网络带宽资源有限的问题日益凸显。为节省有限的网络通信资源,基于事件传送策略的网络化控制系统的分析与综合受到越来越多的关注,在理论和应用上已经取得了许多有效的结果,但是仍存在许多开放的问题有待解决。从网络化控制系统的稳定性与控制器设计出发,本文着重研究了在事件传送策略下及各种混合条件下的网络化控制系统的稳定性、控制器和事件传送策略联合设计问题。主要内容及成果体现在以下几个方面:1)针对一类线性网络化控制系统,研究了基于事件传送策略的量化控制问题。首先提出了一种与系统状态相关的事件传送策略,在该策略的基础上提出了时变量化器,并将量化影响转化为扇形有界的不确定性。在一个统一的框架下同时考虑事件传送策略、动态量化及网络时变延时的影响,建立一个等价的时滞系统模型,联合使用Lyapunov-Krasovskii泛函、线性矩阵不等式技术、Jnsen不等式和Convex Reciprocal引理,进一步分析了基于此模型的一致有界稳定性,并且通过锥补线性化算法设计了量化控制器和事件传送策略参数。2)在考虑网络时变时延及执行器随机故障的情况下,研究了一类网络化T-S模糊系统事件传送策略控制问题,得到了系统均方稳定的充分性条件。基于该条件,给出了事件传送策略参数和容错控制器增益的联合设计方法。最后,通过数值例子验证方法的有效性。3)针对一类网络化控制系统,研究了基于事件传送策略的保性能控制的问题。首先提出了一种自适应的事件传送策略,该策略不仅能有效节约有限网络带宽,而且能够通过对事件传送策略参数的调整来平衡数据传输频率和系统稳定性之间的关系。然后综合考虑时变传输时延及事件传送策略的影响,通过时滞系统方法把待研究的闭环事件传送控制系统转化为一个等价的时滞系统。借助于Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式技术研究其稳定性,并设计了保性能控制器。4)针对一类线性网络化关联大系统,本文提出一种分布式事件传送策略。这种策略的优点是分布式事件传送策略只需要依赖自身子系统的信息,而不受其他子系统的状态变量的影响。利用时滞系统的建模方法,建立能同时描绘分布式事件传送策略和时变传输时延影响的统一的网络关联大系统模型。借用有关时滞系统的分析方法研究其稳定性,并联合设计了分布式控制器和分布式事件传送策略。
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