T-S非线性模糊网络控制系统鲁棒控制及滤波

发布时间：2018-05-17 11:04

  本文选题：网络控制系统 + T-S模糊模型　； 参考：《东北石油大学》2017年硕士论文

【摘要】：随着对通信、控制、计算机等技术性能要求的不断提高,越来越多的控制系统通过网络来实现闭环控制,以进行不同区域部件之间的远程操控与资源共享,我们称之为网络控制系统(Networked Control Systems,NCSs)。NCSs因其具有诸多优势在工业控制领域得到了广泛应用,但由于网络带宽有限和数据流量变化不规则等因素,会出现信号传输时延、数据丢包及量化误差等现象,此时对系统安全性和可靠性的要求也随之增高,因此,对NCSs容错控制问题的研究显得尤为重要。在实际工程现场中,被控对象往往存在某种程度的非线性,由于T-S模糊辨识思想具有任意精度逼近非线性系统的能力,而被广泛应用于非线性系统的建模当中。此外,考虑到实际系统中广泛存在持续峰值有界的外部干扰信号,本文对非线性NCSs的研究从传统的鲁棒H_∞、L_2-L_∞性能约束条件出发,向更具有实际应用意义的鲁棒L_1约束条件作出挑战,其主要研究成果如下:首先,针对带有量化误差的非理想网络环境,分别研究了不确定非线性NCSs输出为能量有界和持续峰值有界时的鲁棒H_∞与L_2-L_∞容错控制问题。通过扇形有界法以参数不确定性的形式表示量化误差,并利用并行分布补偿(Parallel Distributed Compensation,PDC)算法及建立故障模型矩阵,进而基于T-S建模思想得到执行器失效故障下的闭环系统全局模糊模型。在此基础上,根据LMI技术给出了使系统渐近稳定的鲁棒H_∞与L_2-L_∞容错控制器存在条件。其次,充分考虑网络通讯受限和非线性等因素的影响,及实际系统所受的外部干扰并不总是满足平方可积的,因此针对T-S模糊模型逼近的非线性NCSs,分别给出了输入和输出信号均为能量有界和持续峰值有界情形下的闭环系统满足H_∞和L_1性能约束条件,以及相应滤波器矩阵的求解算法。通过数值仿真验证所提出的L_1滤波方法较H_∞滤波方法在降低干扰信号峰值的能力上具有显著的优势,并将L_1滤波方法应用到隧道二极管模型中,说明了所提方法的理论意义和实际应用价值。最后,考虑到动态输出反馈控制策略能有效地满足闭环系统的性能指标,且具有提高系统可靠性及减少实施控制成本等优点,据此,针对具有传输时延和数据丢包的T-S模糊NCSs,采取时滞依赖和模糊基依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,提出使系统渐近稳定且具有最劣情况下的峰-峰性能判据。由于Lyapunov-Krasovskii泛函矩阵与系统参数矩阵之间存在耦合项,需引入附加矩阵及应用投影引理得到易于处理解耦的L_1性能准则,进而得到具有峰值-峰值性能增益的动态输出反馈控制器参数的求解方法。
[Abstract]:With the increasing demands of communication , control , computer and other technical performance requirements , more and more control systems implement closed - loop control over the network to carry out remote control and resource sharing among different regional components , which we call Networked Control Systems ( NCSs ) . In this paper , the problem of robust H _ 鈭，

本文编号：1901122