网络控制系统的模糊分散控制

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本文运用T-S(Takagi-Sugeno)模糊方法及分散控制策略对不同情形下的网络控制系统(NCS)进行建模,采用并行分布补偿技术(PDC)给出模糊分散反馈控制器设计以保证系统的稳定性。利用线性矩阵不等式(LMI)和Lyapunov稳定性理论分别对系统在有时延和有数据丢失情形进行稳定性分析,以线性矩阵不等式的形式给出了系统稳定的充分条件并给出了详细证明。主要工作如下:  (1)针对一类具有不确定网络诱导时延的网络控制系统,给出了模糊分散状态反馈控制方法。首先采用T-S模糊方法对一类有输入时延网络控制系统进行建模,在此基础上给出了一种模糊分散状态反馈控制的设计。而后利用LMI和Lyapunov稳定性理论及模糊分散控制理论,分析了该系统的在Lyapunov意义下的稳定性,以线性矩阵不等式形式给出了保证该系统稳定的充分条件以及控制器的设计方法,最后给出仿真算例说明结果的有效性。  (2)针对一类具有数据包丢失的网络控制系统,给出了模糊分散状态反馈控制方法。首先利用一组Bernoulli随机变量来描述子系统数据传输情况,然后采用T-S模糊方法对此网络控制系统进行建模,在此基础上给出了一种模糊分散状态反馈控制的设计。而后利用LMI和Lyapunov稳定性理论及模糊分散控制理论,分析了该系统的随机稳定性,以线性矩阵不等式形式给出了保证该系统随机稳定的充分条件以及控制器的设计方法,最后给出仿真算例证明方法的有效性。  (3)针对一类具有测量丢失且具有不确定网络诱导时延的网络控制系统,给出了模糊分散状态反馈控制方法使系统能保持随机稳定性。首先采用T-S模糊方法对有时延网络控制系统进行建模,而后在此基础上给出了一种具有状态数据测量丢失的模糊分散状态反馈控制的设计。最后利用LMI和Lyapunov稳定性理论及模糊分散控制理论,分析了该系统的随机稳定性,以线性矩阵不等式形式给出了保证该系统随机稳定的充分条件以及控制器的设计方法,最后给出仿真算例说明此方法的可行性和有效性。
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