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随着网络化、信息化与自动化技术的蓬勃发展和交汇融合,许多分布式系统扩展出更为强大和灵活的功能。为保证系统稳定运行,组成单元间需要通过网络通信交互信息协同合作。然而,数据在经输送能力有限的网络环节交互过程中,可能会出现通信网络数据传输量大、链路拥塞、多源噪声干扰等现象,从而影响控制效果甚至威胁系统稳定运行。为实现分布式系统有效控制,本文首先针对网络通信环节,研究可应用于路由节点的拥塞控制方法和传感节点的事件触发策略,保证通信链路通畅、降低网络数据传输量,以提高通信网络数据传输质量。考虑到通信网络中的不确定性因素难以避免,本文进一步考虑数据传输时变时滞、数据包随机丢失、通信拓扑动态切换等因素,研究具有容忍通信约束能力的分布式一致性控制策略,以期在保证系统稳定运行条件下提高控制效果。主要研究内容及创新工作如下:(1)现有的网络路由拥塞控制策略往往存在计算量大、鲁棒性差等缺点,在充分考虑状态不可测、链路受干扰、节点计算负荷重等因素的情况下,首先提…具有鲁棒性的观测器设计方法,以估计系统运行状态。然后,设计具有低计算负荷的路由节点缓冲队列控制策略,从维持节点队列稳定的角度保障通信链路数据传输通畅。(2)分布式系统中通常通过分散布置的传感节点获取信息,但其中冗余数据会加剧通信和控制计算压力。为降低数据发送量以缓解通信链路数据传输量,首先采用具有二次型的事件触发策略以剔除冗余数据,然后面向由同构节点组成的分布式系统一致性目标,考虑通信时变延时和随机拓扑切换因素,提出基于事件触发的分布式协同控制策略;进而以异构节点组成的分布式系统一致性为目标,创新提出指数型事件触发器的分布式补偿控制策略,可通过设定触发器参数以避免控制器短时频繁动作,最终保证系统轨迹收敛于要求稳定域。(3)分布式系统状态在通过仪表量测和网络化信息传输的过程中,容易受到来自量测和网络方面的多源、复杂干扰影响,同时可能会出现传输时变延时和拓扑随机切换现象,导致关键数据出现错位甚至错误,从而降低系统控制性能。为实现上述多通信不确定性影响下分布式系统一致性目标,首先设计点对邻域抗噪H指标,以提高系统抗多源复合噪声能力;进而设计具有容忍通信不确定性因素能力的分布式协同控制策略,所得的稳定性条件不需要额外的补充条件,从而降低控制器求解约束条件,同时保证系统均方一致性。(4)实际中的许多大规模分布式系统组成节点数量多、节点问存在本质的耦合关联,而现有一致性策略较少考虑控制器负荷,缺乏考虑节点趋同目标的差异性和利用系统本身的自治能力。因此,首先为筛选系统关键控制节点,提出控制关键节点选择依据;同时为降低控制器负荷,提出基于事件触发的控制命令更新策略;进而考虑链路噪声和通信拓扑动态切换因素,提出容忍通信不确定性因素的一致性牵制控制策略,通过控制少量节点、发布少量控制命令,充分利用节点自治能力保证系统群组一致性。