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随着控制技术、网络通信技术以及计算机技术的发展,基于网络环境的自动化控制系统成为一种新的应用趋势,网络控制系统的分析与综合迅速成为当前控制理论的研究热点之一,本文基于Lyapunov稳定性定理、线性矩阵不等式方法、有限和不等式、Moon不等式以及一些不确定处理技巧,探讨一类不确定短时延/长时延的网络控制系统的稳定和控制问题,获得了一些改进性结果,设计了几类不同的控制器,并给出了数值例子说明所得结果的有效性.本文的主要工作如下:
一、讨论了一类不确定短时延网络控制系统的鲁棒稳定性和H∞控制问题,针对时延小于一个采样周期的网络控制系统,建立了离散的数学模型,构造Lyapunov函数,对不确定时延网络控制系统的鲁棒稳定性进行了分析,并设计了动态输出反馈控制器.本文所得的结论与已有文献相比具有更弱的保守性。
二、分析了一类长时延网络控制系统的稳定性,当时延大于一个采样周期时,利用Lyapunov稳定性理论对系统的稳定性进行了分析,提出了能够保证系统渐近稳定的充分性判据,同时给出了状态反馈控制器的设计方法,
三、探讨了不确定长时延网络控制系统的鲁棒H∞控制器的设计问题.针对传统的方法保守性大的问题,通过引入了自由权矩阵以及利用二次型项的有限和不等式的方法,获得了网络控制系统的鲁棒稳定性条件,并给出了鲁棒H∞状态反馈控制器的设计方法.通过数值实例表明,与已有的网络反馈控制器分析设计方法相比,本文所获得的结果,具有更小的保守性。
四、研究了一类具有长时延的不确定网络化系统的鲁棒无源控制问题,假设网络控制系统中的传感器为时间驱动,控制器和执行器为事件驱动,运用Lyapunov稳定性理论和Moon不等式,设计了无源状态反馈控制器使得相应的闭环系统无源且是稳定的,并通过数值仿真验证了所得结果的有效性。