分布式网络系统的最优控制与拓扑研究

发布时间：2023-01-12 19:44

　　关于离散时间域上分布式网络系统的最优控制问题,本文对特定拓扑结构网络系统和时变拓扑结构网络系统的控制律、拓扑和性能指标进行了研究,通过改进前人的算法,得出约束条件更加严格、性能指标更加优良的优化算法。主要研究内容为以下两方面:（1）针对特定拓扑结构网络系统的控制问题。在无限时间域上,研究了分布式网络系统的常数反馈增益矩阵K,提出了更加严格的约束条件,分析拓扑结构可知,在此约束条件下,拓扑结构为完全连通的拓扑结构;提出了一类特殊加权矩阵,对该加权矩阵下的最优控制律和拓扑结构进行了研究,仿真结果表明:系统的常数反馈增益矩阵K为拉普拉斯同型矩阵,即得到了只需相邻节点即可实现控制的分布式控制器。（2）针对时变拓扑结构网络系统的控制问题。通过规定控制输入的优先级,对控制输入进行“排队”的方法,得出了优化控制算法,与传统控制算法相比较,性能指标提升30%左右。 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容和文章结构
    1.4 主要符号与和缩写对照
    1.5 本章小结
第二章 分布式网络系统的预备知识
    2.1 图论基础
        2.1.1 图的基本概念
        2.1.2 图的拉普拉斯矩阵
    2.2 矩阵理论基础
    2.3 二次型最优控制理论
        2.3.1 有限时间域上离散系统的最优控制
        2.3.2 无限时间域上离散系统的最优控制
        2.3.3 三个重要引理
    2.4 分布最优控制的难点
    2.5 本章小结
第三章 特定拓扑结构网络系统的分布控制
    3.1 趋同指标下网络系统的拓扑与控制
    3.2 一类特殊加权矩阵下的系统拓扑与分布式控制
        3.2.1 控制器的设计
        3.2.2 稳定性分析
    3.3 分布式网络系统的次优控制
    3.4 仿真验证
    3.5 本章小结
第四章 时变拓扑结构网络系统的优化控制算法
    4.1 问题描述
        4.1.1 系统模型
        4.1.2 三个重要假设
    4.2 传统控制算法与优化输入的控制算法
        4.2.1 传统控制算法
        4.2.2 优化输入的控制算法
    4.3 稳定性分析
    4.4 仿真实例
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文的主要结论
    5.2 论文的不足之处
    5.3 对未来工作的展望
致谢
参考文献
作者介绍及攻读硕士期间取得的研究成果



本文编号：3730353