事件触发网络化跳变系统的分析和控制

发布时间：2017-04-29 09:04

  本文关键词：事件触发网络化跳变系统的分析和控制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来计算机和网络在控制系统中得到了广泛使用，关于网络控制的研究取得了丰硕的研究成果。但由于有限的网络资源和网络自身的特性，如网络诱导时延、数据包时序错乱和丢包等，可能会导致系统性能变差甚至不稳定。学者们针对网络本身存在的特性进行了大量研究，同时获得了许多重要的成果。此外，关于如何提高网络资源的利用率这一方面的研究，是近几年才开始关注，相应也有许多文献发表。从资源配置角度来看，目前广泛使用的周期执行方式有许多不足之处，当系统处于某一理想状态或者稳定状态时，采样得到的数据仍按周期执行方式输出，势必会导致网络带宽的不必要占用。为了解决这一问题，学者提出了事件触发机制来弥补周期执行方式的不足之处，但是目前所得到的基于事件触发机制的网络化控制系统的研究成果仍具有一定的局限性。另一方面，Markov跳变系统已经成为实际工业过程中有效的建模方法之一，同时在各个领域也有广泛地应用。但是目前基于事件触发机制的网络化跳变系统的反馈控制与滤波问题的研究很少。 基于以上分析，本文采用逻辑跳变触发机制、事件触发机制，将被控对象推广至Markov跳变系统，，分别给出H控制器的设计、事件触发机制和控制器以及滤波器联合设计的方法。本文的主要研究工作如下： (1)针对网络化切换系统，充分考虑网络诱导时延、数据丢包和数据包无序传输的影响，研究其控制问题。采用时滞分割将时延区间分割成若干个子区间，同时结合网络时延和数据丢包的变化特性将网络化切换系统建模成具有N个跳变模态的Markov跳变系统，切换规则选用同网络诱导时延和数据丢包的一样的Markov跳变过程。利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法，给出闭环系统渐进稳定且性能的充分条件，以及相应的控制器的设计方法。 (2)充分考虑网络诱导时延对系统性能的影响，设计与跳变子模态相对应的事件触发机制。研究了基于事件触发机制的网络化Markov跳变系统的控制问题，得到性能的充分条件，并得到状态反馈控制器的设计方法。 (3)研究一类Markov跳变系统的事件触发滤波器的设计问题。引入目前常用的事件触发机制来提高网络资源的利用率,充分考虑网络时延对系统性能的影响,将系统建模成时延滤波误差系统。通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,采用交互式凸组合方法来处理交叉项,进一步分析基于该模型的稳定性以及H∞性能,并得到相应的H∞滤波器的设计方法。
【关键词】：Markov跳变系统 逻辑跳变触发机制 事件触发机制 Lyapunov-Krasovskii泛函 H_∞控制 H_∞滤波器
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 研究背景和意义12-14
• 1.2 网络化 Markov 跳变系统的研究现状与分析14-19
• 1.2.1 网络控制系统的建模及其稳定性的分析15
• 1.2.2 网络控制系统的 H_∞控制15-16
• 1.2.3 触发机制和网络控制器的联合设计16-18
• 1.2.4 事件触发机制与滤波器的联合设计18-19
• 1.3 本文的主要工作19-20
• 第2章 逻辑跳变触发机制下网络化切换系统的 H_∞控制20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 问题描述20-24
• 2.2.1 系统描述20-21
• 2.2.2 基于逻辑跳变触发机制的系统模型21-22
• 2.2.3 逻辑跳变触发器22-23
• 2.2.4 网络化控制问题23-24
• 2.3 主要结果24-29
• 2.3.1 性能分析24-27
• 2.3.2 控制器设计27-29
• 2.4 算例仿真29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 基于事件触发机制的网络化 Markov 跳变系统的控制32-49
• 3.1 引言32
• 3.2 问题描述32-35
• 3.2.1 系统描述32-34
• 3.2.2 基于事件触发机制的系统模型34-35
• 3.3 主要结果35-41
• 3.3.1 H_∞性能分析35-38
• 3.3.2 控制器设计38-41
• 3.4 算例仿真41-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第4章 基于事件触发机制的网络化 Markov 跳变系统的H_∞滤波器设计49-68
• 4.1 引言49
• 4.2 问题描述49-53
• 4.2.1 系统描述49-51
• 4.2.2 基于事件触发机制的网络化滤波系统模型51-52
• 4.2.3 网络化滤波器设计问题52-53
• 4.3 主要结果53-58
• 4.3.1 性能分析53-56
• 4.3.2 基于事件触发机制的滤波器设计56-58
• 4.4 算例仿真58-66
• 4.5 结论66-68
• 第5章 总结与展望68-70
• 5.1 本文总结68-69
• 5.2 研究展望69-70
• 参考文献70-78
• 致谢78-79
• 攻读学位期间的研究成果79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 何坚强,张焕春;基于遗传算法的网络控制系统调度优化研究[J];工业仪表与自动化装置;2004年04期

2 蔡逢煌;王武;林琼斌;李玉榕;;具有一步随机通讯时延的网络化切换系统H_∞滤波[J];控制理论与应用;2011年03期

3 范国伟;刘志远;陈虹;;具有状态和控制约束的受扰离散线性切换系统的反馈控制(英文)[J];自动化学报;2010年08期

4 王敏;赵军;;一类不确定非线性切换系统的L2-增益分析与控制综合(英文)[J];自动化学报;2009年11期

5 游科友;谢立华;;网络控制系统的最新研究综述[J];自动化学报;2013年02期

  本文关键词：事件触发网络化跳变系统的分析和控制，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：334553