基于事件触发的主从非线性系统的同步控制研究

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在航空航天、机电系统、化工生产、交通信息等领域内,非线性系统的同步控制都是不可或缺的环节。随着现代科技水平的提高,人们对非线性主从系统的同步研究控制提出更高的要求。在主从系统对信息进行传递时,不可避免的会带来传输时延的问题,并且在传输过程中,不必要的信息传递会加大网络负载、增加能耗,而且系统中时滞项等问题的出现也会严重影响系统的稳定性,同时为控制器设计过程带来了新的麻烦。基于此,本文考虑了一类存在传输时延的非线性主从系统,采用事件触发控制方案,结合对李雅普诺夫函数的研究和分析,完成了对非线性主从系统的同步控制。本文主要研究内容如下:  首先,本文以主从非线性Lur’e系统为研究对象,设计了基于周期采样的事件触发控制器,解决了主从系统的同步问题。采用事件触发的控制策略降低了主从之间的通信频率,减少控制器的更新次数。之后设计了新的李雅普诺夫函数来延长系统的采样周期的上界,并且在计算能力有限的情况下达到降低计算量的目的。此外,通过事件触发的方式解决了在主从系统之间存在的传输时延。随后分析了系统不存在芝诺行为。  其次,针对主从非线性遥操作系统,在主从端通讯存在传输时延问题的情况下,解决遥操作系统的同步问题。通过事件触发的控制策略,将繁复的时延问题简便化,同时设计适当的李雅普诺夫函数,引入不等式放缩,减少了计算负担,并通过相关证明确保了芝诺行为不会发生。通过事件触发的控制方案,减少了主系统与从系统之间信息传递的次数,解决了系统的同步控制问题,同时降低了系统能耗,在工程实践中有着重要的意义。  最后,通过MATLAB对提出的控制方案进行了数值仿真,验证了所设计控制器的有效性。
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