事件触发通讯机制下网络化动态输出反馈控制

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本文研究了事件触发通讯机制下带有双侧网络通道的网络化控制系统的动态输出反馈H∞控制问题。在网络化控制系统的传感器端引入一个基于输出的事件触发通讯机制,即当一个事件发生时才执行采样数据通过网络传输到控制器任务的控制策略。事件触发通讯机制在保证网络化控制系统具有良好性能的同时,有效地避免一些冗余数据的传输,减少传输所需的能耗,在一定程度上降低了整个控制系统的实现成本。在许多实际情形中,由于被控对象所处环境复杂以及技术、经济等条件制约,一般难以测量到被控对象的全部状态信息,因而本文在网络化控制系统中采用动态输出反馈控制器。本文的主要研究内容分为两部分:第一部分考虑了双侧网络通道中网络诱导时延对系统的影响,研究了带有事件触发通讯机制连续时间线性系统的动态输出反馈H∞控制问题。第二部分同时考虑双侧网络通道中网络诱导时延和随机丢包对系统的影响,研究了基于事件触发通讯机制离散时间线性系统的动态输出反馈几控制问题。本文的主要研究工作具体如下:(1)第一章阐述了本文的研究背景和现实意义,回顾了相关的国内外研究现状,并介绍了本文的研究问题.(2)第二章研究了事件触发通讯机制下连续时间线性系统的网络化动态输出反馈凡控制问题。在传感器端引入一个基于测量输出的事件触发通讯机制,决定哪些采样输出在哪些采样时刻通过网络传输给动态输出反馈控制器。基于这个事件触发通讯机制,考虑传感器到控制器和控制器到执行器双侧网络通道中网络诱导时延对系统的影响,利用输入时滞方法,将闭环系统建模为一个带有两个区间时变时延的时滞系统。充分考虑两个时延的上下界信息来构造一个Lyapunov-Krasovskii泛函,以线性矩阵不等式形式建立了H∞性能判据和动态输出反馈控制器的设计方法。最后,通过仿真例子验证本章所提方法的有效性。(3)第三章研究了事件触发通讯机制下离散时间线性系统的网络化动态输出反馈H∞控制问题。首先,在传感器端引入一个事件触发通讯机制,决定传感器端的哪些测量输出需要通过网络传输到控制器。其次,考虑了双侧网络通道中网络诱导时延和随机丢包的影响,并假设这些随机丢包服从伯努利随机分布,将最终的闭环系统建模为一个带有两个离散时变时延的随机系统。根据Lyapunov-Krasovskii稳定性理论,得到了具有一个H∞性能的系统随机稳定的充分性条件,同时给出了动态输出反馈控制器设计方法。最后,通过仿真例子验证了本章所提方法的正确性。(4)第四章对本文研究内容进行总结,并对以后的工作提出展望。
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