一类线性网络控制系统的稳定性分析与综合
发布时间：2022-08-11 12:18
随着人类技术的发展,对工业控制的要求越来越高,近年来,网络通信和计算机技术的迅速发展,给传统的控制方式带来了巨大变革,网络控制系统也变成了当下研究的热点。网络控制系统是一种空间分布式的反馈控制系统,具有实现信息共享、远程控制、提高系统的可靠性以及灵活性等特点。但是由于网络本身的原因会使信息在传输过程中受到网络带宽的限制,从而会出现网络诱导时延和数据丢包等问题,这些问题是引起网络控制系统性能降低,甚至系统不稳定的主要原因。本文主要使用Wirtinger不等式和Jensen不等式等方法对线性网络控制系统的稳定性进行分析。同时考虑到系统在实际运行时受到外部干扰以及自身变化等不确定性因素,会使系统的稳定性能受到影响,对网络控制系统进行鲁棒H∞稳定性分析和控制器设计。最后,针对系统状态无法直接观测这个问题进行观测器设计。本文的研究内容主要基于以下几点进行展开:（1）首先,基于李雅普诺夫稳定性理论对线性网络控制系统的稳定性进行分析,将网络控制系统模型转化为具有输入时滞h（t）的系统,通过研究时滞系统的稳定性问题便可以得到网络控制系统的稳定性准则。通过构造一个合适的泛函,结合W...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 网络控制系统的发展背景
1.1.2 课题研究目的和意义
1.2 网络控制系统中的基本问题
1.2.1 网络诱导时延
1.2.2 数据丢包
1.2.3 数据包时序错乱
1.2.4 网络调度
1.2.5 节点控制方式
1.2.6 带宽限制和量化问题
1.2.7 单包和多包传输
1.3 国内外研究现状
1.3.1 网络控制系统的国内外研究现状
1.3.2 鲁棒控制系统的国内外研究现状
1.3.3 观测器设计问题的国内外研究现状
1.4 本文研究内容及章节安排
第二章 基础知识
2.1 现代控制理论基础知识
2.1.1 线性系统理论
2.1.2 现代控制系统稳定性理论
2.2 观测器介绍
2.3 线性矩阵不等式
2.4 本文相关引理
2.5 本章小结
第三章 一类线性网络控制系统的稳定性准则
3.1 引言
3.2 系统描述
3.3 稳定性准则
3.4 数值示例及仿真
3.5 本章小结
第四章 一类具有参数不确定性的网络控制系统鲁棒H_∞稳定性分析和控制器设计
4.1 引言
4.2 系统描述
4.3 具有参数不确定性的网络控制系统鲁棒H_∞稳定性分析
4.4 具有参数不确定性网络控制系统鲁棒H_∞控制器设计
4.5 数值示例及仿真
4.6 本章小结
第五章 基于观测器的线性网络控制系统状态反馈控制器设计
5.1 引言
5.2 系统描述
5.3 基于观测器的网络控制系统的稳定性分析
5.4 基于观测器的网络控制系统状态反馈控制器设计
5.5 数值示例及仿真
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 后续研究展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有随机时延和丢包的网络控制系统的镇定新标准[J]. 姚合军,孙誉铭,崔金锦. 应用泛函分析学报. 2018(04)
[2]网络控制系统综述[J]. 任建勋,刘磊明. 工业控制计算机. 2016(08)
[3]Improved H∞ control for networked control systems with network-induced delay and packet dropout[J]. 李冰,武俊峰,黄玲. Journal of Central South University. 2016(05)
[4]基于输入延时方法的网络控制系统稳定性准则[J]. 俞洋,姜偕富,杨帅. 杭州电子科技大学学报(自然科学版). 2015(06)
[5]改进的网络控制系统稳定性准则[J]. 伍德鹏,姜偕富,叶菲,陈妍. 杭州电子科技大学学报. 2014(05)
[6]网络控制系统的最新研究综述[J]. 游科友,谢立华. 自动化学报. 2013(02)
[7]网络控制系统研究综述与展望[J]. 芮万智,江汉红,侯重远. 信息与控制. 2012(01)
[8]具有时延和数据包丢失的网络控制系统稳定性[J]. 张喜民,李建东,陈实. 控制理论与应用. 2007(03)
博士论文
[1]网络控制系统的建模及其稳定性分析[D]. 董子健.华北电力大学 2015
本文编号：3674649
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 网络控制系统的发展背景
1.1.2 课题研究目的和意义
1.2 网络控制系统中的基本问题
1.2.1 网络诱导时延
1.2.2 数据丢包
1.2.3 数据包时序错乱
1.2.4 网络调度
1.2.5 节点控制方式
1.2.6 带宽限制和量化问题
1.2.7 单包和多包传输
1.3 国内外研究现状
1.3.1 网络控制系统的国内外研究现状
1.3.2 鲁棒控制系统的国内外研究现状
1.3.3 观测器设计问题的国内外研究现状
1.4 本文研究内容及章节安排
第二章 基础知识
2.1 现代控制理论基础知识
2.1.1 线性系统理论
2.1.2 现代控制系统稳定性理论
2.2 观测器介绍
2.3 线性矩阵不等式
2.4 本文相关引理
2.5 本章小结
第三章 一类线性网络控制系统的稳定性准则
3.1 引言
3.2 系统描述
3.3 稳定性准则
3.4 数值示例及仿真
3.5 本章小结
第四章 一类具有参数不确定性的网络控制系统鲁棒H_∞稳定性分析和控制器设计
4.1 引言
4.2 系统描述
4.3 具有参数不确定性的网络控制系统鲁棒H_∞稳定性分析
4.4 具有参数不确定性网络控制系统鲁棒H_∞控制器设计
4.5 数值示例及仿真
4.6 本章小结
第五章 基于观测器的线性网络控制系统状态反馈控制器设计
5.1 引言
5.2 系统描述
5.3 基于观测器的网络控制系统的稳定性分析
5.4 基于观测器的网络控制系统状态反馈控制器设计
5.5 数值示例及仿真
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 后续研究展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有随机时延和丢包的网络控制系统的镇定新标准[J]. 姚合军,孙誉铭,崔金锦. 应用泛函分析学报. 2018(04)
[2]网络控制系统综述[J]. 任建勋,刘磊明. 工业控制计算机. 2016(08)
[3]Improved H∞ control for networked control systems with network-induced delay and packet dropout[J]. 李冰,武俊峰,黄玲. Journal of Central South University. 2016(05)
[4]基于输入延时方法的网络控制系统稳定性准则[J]. 俞洋,姜偕富,杨帅. 杭州电子科技大学学报(自然科学版). 2015(06)
[5]改进的网络控制系统稳定性准则[J]. 伍德鹏,姜偕富,叶菲,陈妍. 杭州电子科技大学学报. 2014(05)
[6]网络控制系统的最新研究综述[J]. 游科友,谢立华. 自动化学报. 2013(02)
[7]网络控制系统研究综述与展望[J]. 芮万智,江汉红,侯重远. 信息与控制. 2012(01)
[8]具有时延和数据包丢失的网络控制系统稳定性[J]. 张喜民,李建东,陈实. 控制理论与应用. 2007(03)
博士论文
[1]网络控制系统的建模及其稳定性分析[D]. 董子健.华北电力大学 2015
本文编号：3674649
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3674649.html
