带宽受限非线性网络系统稳定性分析与综合

发布时间：2017-12-02 13:09

  本文关键词：带宽受限非线性网络系统稳定性分析与综合

  更多相关文章： 网络控制系统 量化和丢包 非线性 线性矩阵不等式 控制器 滤波器

【摘要】：网络控制系统(NCSs)是指以通信网络为桥梁将分布在不同位置的组成单元(如执行器、传感器和控制器等)链接到同一闭环控制系统中,从而实现数据交换与信息共享。与传统的控制系统相比,网络控制系统具有可靠性强,资源共享,成本低、易扩展和维修等优势。这使网络控制系统在军事、医疗、航空航天、工业等领域得到迅速的扩展与应用。虽然网络的引入带动控制系统的迅速发展,但同时也提出了新的问题、新的挑战,比如数据丢包,数据量化和网络时延等。这些问题的存在都会导致控制系统的稳定性能下降甚至造成直接的国民经济损失。而传统的思维方式和分析方法很难直接应用于网络控制系统中。因此,必须以新的视觉研究网络系统以保证其正常运行。本文主要基于线性矩阵不等式技术和李雅普诺夫稳定性理论,对带宽受限网络控制系统存在的数据丢包、量化等问题进行研究。另外,为了研究更接近实际的网络控制系统,本文还考虑了控制系统的非线性与饱和现象。综上所述,文章的主要研究成果分为以下几方面:研究具有随机丢包和量化的网络控制系统状态反馈H_∞控制问题。采用对数量化器,考虑随机丢包且随机变量符合伯努利分布,构建一个完整的包括随机丢包和信号量化的网络控制系统模型,基于线性矩阵不等式技术和李雅普诺夫理论,给出一类随机丢包和量化共同存在的网络控制系统状态反馈H_∞控制器的设计方法,并提出基于LMI的充分条件,证明在该控制器的作用下,闭环系统是指数均方稳定的,并且满足指定的H_∞性能指标。研究具有非线性的网络控制系统H_∞量化滤波问题。针对给定的含有非线性项的网络控制系统,通过非线性分解技术,将其重新构建为线性的网络控制系统,采用动态量化器。基于LMI技术提出一类非线性网络控制系统H_∞量化滤波器的设计方法,并利用李雅普诺夫理论证明在该滤波器的作用下,滤波误差系统是渐进稳定的且满足给定的滤波目标。研究传感器饱和的随机非线性网络系统H_∞量化滤波问题。首先构建一个新的更加贴近实际的包含传感器饱和、量化的非线性网络控制模型,采用动态量化策略,并利用李雅普诺夫理论及LMI方法,设计一个H_∞量化滤波器以保证系统满足指数均方稳定并具有一定的H_∞性能。
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘青松;;网络控制系统的研究状况分析[J];电力学报;2006年03期

2 林光锐;;网络控制系统延时稳定性的分析与仿真[J];计算机与信息技术;2006年12期

3 徐胜元;;《网络控制系统的分析与综合》书评[J];控制理论与应用;2007年02期

4 ;网络控制国际学术研讨会在我校召开[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年11期

5 ;网络控制系统[J];系统仿真技术;2010年01期

6 ;网络控制系统[J];系统仿真技术;2010年02期

7 顾洪军,张佐,吴秋峰;网络控制系统的机理描述模型[J];控制与决策;2000年05期

8 王征,谈大龙,王向东;网络控制系统稳定性研究[J];控制与决策;2002年S1期

9 王飞跃,王成红;基于网络控制的若干基本问题的思考和分析[J];自动化学报;2002年S1期

10 卢昱;网络控制和控制方式[J];装备指挥技术学院学报;2003年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 胡红革;赵强;黄大贵;;基于混合随机Petri网的网络控制系统的故障分析[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年

2 陈波;王常虹;;网络控制系统中控制与调度的协同设计策略[A];第二十四届中国控制会议论文集（上册）[C];2005年

3 刘俊峰;陈曦;常金朝;韩金芬;王俊彪;;不确定时滞网络控制系统的保性能控制器设计[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年

4 朱其新;刘红俐;胡寿松;;确定性网络控制系统的生成研究[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年

5 纪志成;卢星海;谢林柏;;时延网络控制系统的协同设计方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

6 刘怀;黄建新;曹弋;;基于令牌总线的网络控制系统中信息的优化调度[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

7 尹逊和;宋永端;孟祥龙;肖永康;;基于层次结构模型的网络控制系统有限预知控制策略[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

8 周映江;李训铭;梁华;;不确定时滞网络控制系统的状态反馈控制[A];2009年中国智能自动化会议论文集（第八分册）[控制理论与应用（专刊）][C];2009年

9 李洪波;孙增圻;孙富春;;网络控制系统的发展现状及展望[A];2009年中国智能自动化会议论文集（第八分册）[控制理论与应用（专刊）][C];2009年

10 田晴;彭力;娄国焕;;一种新的网络控制系统的设计与实现[A];第二十三届中国控制会议论文集（上册）[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 姚丹　记者 孙寰宇;“中国脑”打破国外垄断[N];吉林日报;2011年

2 张梅;中国北车为地铁列车装备“中国脑”[N];中国安全生产报;2010年

3 记者 何旭 通讯员 张勇;中国动车组核心技术首次对外输出[N];人民铁道;2012年

4 记者 俞慧友 通讯员 郝波;我列车网络控制系统通信速率大幅提升[N];科技日报;2014年

5 本报记者 李万予;Infoblox挟数据 实现网络控制[N];中国计算机报;2013年

6 本报记者 王臻;Infoblox制胜企业网络控制[N];计算机世界;2013年

7 ;VHE成为ITU研究热点[N];人民邮电;2001年

8 雷新安;列车通信与控制系统研制成功[N];科技日报;2001年

9 本报记者 李智鹏;Blue Coat网络控制有新招[N];计算机世界;2010年

10 记者 班玮;网络控制机器人,万里外海底寻“宝”[N];新华每日电讯;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 程安宇;乘用车网络控制系统中调度算法的研究与实现[D];武汉大学;2014年

2 董子健;网络控制系统的建模及其稳定性分析[D];华北电力大学;2015年

3 李放文;具有Markov特性的网络控制系统H∞量化反馈控制研究[D];大连海事大学;2015年

4 张云贵;信息物理融合的网络控制系统安全技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 王柱锋;网络控制系统的预测控制研究[D];浙江大学;2008年

6 王天X;网络控制系统的研究及其应用[D];华北电力大学（北京）;2009年

7 陈文颖;网络控制系统的稳定性研究及调度策略[D];华北电力大学（北京）;2010年

8 潘卫华;网络控制系统调度与控制协同设计的研究[D];华北电力大学（河北）;2010年

9 窦连旺;网络控制系统的建模、稳定性分析及其调度的研究[D];天津大学;2004年

10 黎善斌;网络控制系统的鲁棒控制算法研究[D];浙江大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 彭正福;CAN协议冗余网络的多实时参数协调负载研究[D];西南大学;2015年

2 刘娟;网络控制系统中递推网络延时预测控制研究[D];西南大学;2015年

3 张政;网络控制系统时延分析与补偿控制研究[D];昆明理工大学;2015年

4 张中石;基于True Time的网络控制系统的模糊PID控制器设计[D];昆明理工大学;2015年

5 吴文;基于事件触发传输机制的网络控制系统的分布式控制研究[D];湖南工业大学;2015年

6 赵亚楠;网络控制系统的最优估计和输出反馈预测控制[D];曲阜师范大学;2015年

7 杨琦慧;PROFINET网络控制系统随机时延补偿研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

8 崔振茂;基于跳变系统理论的网络控制系统模型参考跟踪控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

9 胡天水;无线网络控制系统滤波器设计[D];安徽工程大学;2015年

10 潘丰e，

本文编号：1244998