离散分布式时滞网络控制系统的滤波研究

发布时间：2020-07-02 04:05

【摘要】：随着时代的进步,计算机网络及自动化技术广泛的应用,网络控制系统(Networked Control Systems,NCS)是控制系统发展的必然趋势。学者们对网络控制系统逐步深入的进行研究,并取得许多创新性的成果。网络控制系具有成本低,可靠性高,灵活性强等优点。但是引入了网络导致信息传输时延、丢包、量化等问题是NCSs研究中必须被考虑的问题。网络控制系统研究都是从简单到复杂的过程,从连续时间到离散时间再到混合时间,从线性系统到非线性系统,是逐步深入的进行研究。网络控制系统的控制理论研究也在不断向前发展。论文的研究内容如下:首先针对具有离散分布式时滞网络控制量化滤波问题进行研究,由于引入了网络,引起了数据包丢失和量化问题。数据包丢失是采用伯努利随机分布序列来刻画的。量化问题则是应用扇形有界的方法将量化误差描述成参数不确定。根据Lyapunov函数思想给出网络化滤波误差系统均方渐近稳定且满足H_∞和l_2-l_∞性能的充分条件,及具有线性矩阵不等式形式的滤波器的参数求解条件。其次,考虑具有离散分布式时滞非线性网络控制系统,建立Lyapunov-Krasovskii泛函并应用线性矩阵不等式(LMIs)方法,进行分析和设计离散分布式时滞网络控制系统的H_∞滤波器,使其滤波误差系统是均方渐近稳定的并满足滤波器达到H_∞性能指标的充分条件。滤波器的参数是求解线性矩阵不等式来确定,通过数值仿真验证了所设计滤波器的方法的有效的。最后,针对实际的地球轨道交会对接的工程背景,采用改进的C-W方程抽象出地球轨道交会对接系统的动态模型。设计了在离散情况下地球轨道交会对接系统的滤波器,完成了工程背景下的应用。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP13;TN713
【图文】：

曲线,状态估计,曲线,时变时滞

图 3.1 状态估计曲线图 3.2 估计误差曲线具有离散分布式时滞的网络控制系统的2l -l 量化滤波问题描述虑具有时变时滞和分布式时滞的系统：( 1) ( ) ( ( )) ( ) ( )x k Ax k A x k k B x k m C k

曲线,估计误差,曲线,时变时滞

图 3.2 估计误差曲线3.3 具有离散分布式时滞的网络控制系统的2l -l 量化滤波3.3.1 问题描述考虑具有时变时滞和分布式时滞的系统：1( 1) ( ) ( ( )) ( ) ( )( ) ( )( ) ( )d mmx k Ax k A x k k B x k m C ky k Dx kz k Lx k （3.22）式子（3.22）中 ( )nx k R是状态向量， ( )my k R是测量输出， ( )pz k R是待估计信号，( )q k R是噪声信号，且2 ( k ) l[0, )，其中 A，dA ，B ，C ，D，L 代表合适维的已知矩阵， ( k)表示时延，且满足1 2d (k ) d。和上一节一样，分布式时滞的系数 0( 1,2,3,......)m m ，满足以下条件：

【参考文献】