Delta算子描述的网络系统H_∞滤波器设计

发布时间：2019-04-03 18:03

【摘要】：网络控制系统(Networked Control Systems,NCS),由信息技术的不断发展和计算机技术的广泛使用产生的,其取代了控制系统节点间点对点的传输,采用通过网络来传输的方式,具有资源共享、容易扩充、维护方便、系统成本低、灵活性强的优点。网络系统的滤波问题是控制领域和信息领域的一个重要内容,H_∞滤波拥有比较好的鲁棒性。相较于其他滤波方法,当外部信号不确定时H_∞的性能是最优的。Delta算子方法能够使得离散时间和连续时间的系统分析归纳在一个框架下。并且Delta算子能够较好的解决传统的向前移位算子模型出现的问题,例如在高速采样的时候出现不稳定。因此,研究Delta算子描述的网络控制系统的H_∞滤波是非常有意义的。本文针对网络控制系统的滤波问题的研究现状进行了比较全面的学习和讨论,重点研究了基于Delta算子的网络控制系统的H_∞滤波问题。分别对存在时滞时延和数据包丢失的NCS进行研究分析,取得的主要成果总结如下:首先,建立基于Delta算子的具有时变时延的网络控制系统的状态方程,给出具有H∞性能的滤波器和滤波误差状态方程。根据H_∞控制方面的相关知识,得出使滤波误差系统稳定的条件,从而实现H_∞滤波器的设计,并得出H_∞滤波器的参数。其次,考虑由Delta算子描述、发生数据丢包的NCS的H_∞滤波器的设计,通过建立一个具有长时延的异步动态系统模型,用Delta算子将连续系统转化为离散系统,得到滤波器方程和滤波误差方程,最终系统的稳定性条件由一系列的线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities,简称LMI)表示,并且得到了系统参数,即完成所求的滤波器设计。最后,本文提出的基于Delta算子的NCS的H_∞滤波方法都通过了数值验证,计算出了滤波参数,能够证明其有效性和可行性。
[Abstract]:Network Control system (Networked Control Systems,NCS), which is produced by the continuous development of information technology and the extensive use of computer technology, replaces the point-to-point transmission between nodes of the control system, adopts the way of transmission through the network, and has resource sharing. The advantages of easy expansion, convenient maintenance, low system cost and strong flexibility. The filtering problem of network system is an important content in the field of control and information. H鈭，

本文编号：2453421