具有长时延和数据丢包的网络控制系统建模及稳定性分析

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangjinshui6699
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网络控制系统(networked control systems, NCS)是通过网络形成的反馈控制系统,其中被控制对象与控制器以及控制器与驱动器之间通过一个公共的网络平台连接,从而打破了传统控制系统在空间物理位置上的限制,降低了系统连接复杂性、运作成本和维护费用,便于管理和控制一体化的实现,提高了信息集成度.但是,由于通讯网络是一种非可靠的传输通道,当受到外界干扰或发生网络拥塞时,网络上的数据在传输时会存在传输时延或丢包,因此对网络控制系统的研究较传统控制系统更复杂.本文研究具有长时延和丢包的网络控制系统的稳定性,从控制的角度出发,通过设计确定性控制器讨论长时延对系统稳定性的影响,通过给出两个采样时刻间数据丢包的假设条件,讨论丢包对系统稳定性的影响.具体内容如下:针对存在数据传输时延的连续网络控制系统,假设系统的传感器、控制器和执行器分别为事件驱动、时间驱动和时间驱动,建立具有随机长时延不确定连续系统的离散多时滞系统模型;利用离散Lyapunov方法分析该系统模型的稳定性,并给出基于线性矩阵不等式的稳定性判别条件和控制器设计的迭代优化算法;利用数值算例验证控制器算法的可行性和有效性.针对存在数据丢包的不确定连续网络控制系统,在假设丢包数量为有界函数的情况下,建立相应的连续时变时滞系统模型;运用连续Lyapunov-Razumikhin方法分析该系统模型的稳定性,并给出系统模型渐近稳定的充分条件,设计基于矩阵不等式的状态反馈控制器;利用数值算例验证控制器算法的可行性与有效性.
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