噪声环境下网络化时滞系统的最优控制

发布时间：2017-11-27 07:23

  本文关键词：噪声环境下网络化时滞系统的最优控制

  更多相关文章： 网络控制系统 前馈-反馈控制 最优控制 随机扰动 时滞

【摘要】：网络控制系统(NCS)又称控制网络,是计算机技术、通信技术与控制技术发展与融合的产物。NCS应用广泛,可应用于几乎任何需要进行数据交换的场合,DCS、工业以太网和现场总线系统都属于网络控制系统,它体现了控制系统向网络化、集成化、分布化、节点智能化的发展趋势,与传统控制系统相比具有很大的优势。然而由于信号通过网络传播,所以在传播过程中同时存在着网络诱导时延、拥塞、数据丢包的问题。本文针对一类含不确定干扰的网络控制系统,在干扰项中带有随机噪声,提出了基于卡尔曼滤波方法的随机扰动处理算法。利用求解Riccati方程和Stein方程推导出前馈-反馈最优控制律,进而根据分离原理推导出随机干扰的线性离散系统前馈-反馈最优控制律。另外,根据网络控制系统存在网络诱导时延的特点,在系统模型中增加控制时滞和状态时滞,分别采用不同的无时滞转换法对相应系统进行转换。首先针对含有随机噪声干扰的线性离散系统提出了前馈-反馈最优控制器的设计方案;其次对含有控制时滞的网络化控制系统进行了建模,得到了带有控制时滞的随机噪声干扰的线性离散系统模型,然后对离散模型做无时滞转换并设计了前馈-反馈控制器;第四章对带有状态时滞的网络化时滞系统进行了讨论,通过构造一个敏感度函数和相应的麦克劳林展开式对系统模型进行变换,并增加一个伴随向量对控制律进行补偿,考虑到实际运算的难度,采用M阶的次优控制律进行估算。最后通过仿真研究,对噪声环境下网络控制系统分别在前馈-反馈最优控制和经典状态反馈控制的作用下进行稳定性对比和分析,从仿真结果来看,在噪声系统的控制效果、性能方面得到有效地改善,并具有较好的抑制外部扰动能力和鲁棒性,从而表明此方法的有效性和可行性。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273

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本文编号：1231056