【摘 要】
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近些年,由于网络通信技术的不断革新,网络控制系统取得了重大发展。然而,通过网络传输控制信号也带来了通信时延、数据丢包等问题,这些问题为系统的分析和综合带来诸多挑战。
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近些年,由于网络通信技术的不断革新,网络控制系统取得了重大发展。然而,通过网络传输控制信号也带来了通信时延、数据丢包等问题,这些问题为系统的分析和综合带来诸多挑战。现有驱动方式分为时间触发方式和事件触发方式。时间触发控制需要进行信号的频繁通信,会造成网络资源的浪费和系统能耗的增加,突出网络环境因素对系统性能的影响。相比之下,事件触发控制因为可以在系统运行时根据被控对象状态进行按需控制,可有效节约系统资源,受到了广泛关注。基于以上现状,本文考虑若干网络环境因素的影响,研究了以下内容:(1)考虑具有时变时延的非理想网络环境,研究了事件触发机制网络控制系统的稳定性分析与控制器设计问题。为了降低数据通信率,提出了一种兼顾状态误差相关型和无关型事件触发通信机制优点的周期事件触发通信方案。通过构造一种新颖的Lyapunov函数,给出了系统渐近稳定的判定准则,并基于该准则完成了稳定控制器的设计。通过仿真验证了提出的控制方案可有效节省系统资源。(2)考虑时延、扰动的影响,研究了事件触发机制作用下非均匀采样网络控制系统H_?控制问题。假设采样周期是可变的,充分利用时滞系统建模方法,建立了一个与事件触发阈值参数和时延信息密切相关的时滞系统模型。基于Lyapunov稳定理论与LMI方法,得到了系统H_?控制稳定的判据,并基于该判据设计了反馈控制器。利用Jensen不等式与自由权矩阵方法处理积分项,降低了系统保守性。通过对系统仿真,验证了所提出方案的优越性与有效性。(3)考虑系统存在时延与扰动的情况,研究了基于事件触发网络控制系统动态输出反馈控制器协同设计问题。为了降低数据通信率,提出一种周期事件触发通信方案,并建立一个包含事件触发阈值参数、网络时延信息及控制器增益矩阵的时滞系统模型。基于Lyapunov稳定理论与Wirtinger不等式方法,提出了一个闭环系统渐近稳定的定理,并给出一种事件触发阈值参数和动态输出反馈控制器的协同设计方法。通过仿真实例,验证了方案的可行性。
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