时滞网络系统分析及其在牵引控制中的应用

发布时间：2017-08-07 07:12

  本文关键词：时滞网络系统分析及其在牵引控制中的应用

  更多相关文章： 网络控制系统(NCSs) 牵引控制 锥补偿算法(ICCL) 保性能控制

【摘要】：通过通信网络形成的反馈控制系统称为网络控制系统(Networked Control Systems,NCSs)。相比于传统的控制模式,NCSs具有共享信息资源、便于安装和维护、高可靠性等优点。随着计算机网络技术的逐渐成熟,NCSs在许多不同的领域中得到应用。但网络的引入会带来时滞等问题,它们会使整个控制系统性能变差,严重时可能导致系统不稳定。网络化牵引控制是通过网络来实现对交流异步电动机的控制,网络中的时滞和数据丢包等会对整个系统的性能产生影响。本文首先讨论了连续时间和离散时间的NCSs的稳定性问题,然后进行了网络化牵引系统的保性能控制器设计问题的研究。论文的主要研究成果如下:(1)研究了含有变时滞的连续时间NCSs的鲁棒稳定问题。构造新的包含两个三重积分项的NCSs泛函,并结合自由权矩阵不等式和新的三阶矩阵不等式,推导出保证NCSs稳定的判定准则,并给出了保证NCSs鲁棒H_∞性能稳定的判定准则。算例分析说明了本文所提方法和已有方法相比是有提高的。(2)研究了含有变时滞的离散时间NCSs的稳定性和反馈控制器的设计问题。首先,推导了一个具有更小保守性的累加不等式,并证明已有的一些被广泛应用的累加不等式是该不等式的特例。接着给出了一个新的保证NCSs稳定的判定准则,进行了状态反馈控制器的设计,结合改进的锥补偿算法(ICCL)来获得保证NCSs稳定的控制器的参数。最后,通过数值分析来说明该方法的优越性,并结合一个实际例子来说明该方法的实用性。(3)研究了牵引NCSs的保性能控制器的设计问题。利用Lyapunov-Krasovskii泛函和保守性更小的积分不等式,得到了满足一定性能指标条件下,NCSs存在保性能控制器的充分条件。给出求取系统保性能控制器的方法,并利用ICCL算法进行控制器的求解。通过算例分析验证本文控制器设计方法的有效性,并进行牵引NCSs保性能控制器的设计。
【关键词】：网络控制系统(NCSs) 牵引控制 锥补偿算法(ICCL) 保性能控制
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP13
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 选题研究背景及意义9-10
• 1.2 网络控制系统的研究现状10-13
• 1.2.1 基于时滞理论的网络控制方法10-12
• 1.2.2 基于随机控制理论的方法12
• 1.2.3 基于时滞补偿与预测控制的方法12-13
• 1.3 电机网络化控制研究现状13-14
• 1.4 预备知识14-16
• 1.5 本文的主要研究工作与结构安排16-17
• 第二章 连续时间网络控制系统的鲁棒稳定性分析17-27
• 2.1 引言17-18
• 2.2 系统描述18-19
• 2.3 H_∞稳定性分析19-25
• 2.4 算例仿真与分析25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 离散时间网络控制系统的稳定性及反馈控制器设计27-39
• 3.1 引言27
• 3.2 系统描述27-30
• 3.3 离散时滞系统稳定性分析30-34
• 3.4 反馈控制器设计34-36
• 3.5 算例仿真与分析36-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 网络化牵引控制系统建模39-48
• 4.1 交流异步牵引电机的数学模型39-42
• 4.2 网络化牵引控制系统模型42-45
• 4.3 基于TrueTime的网络化牵引控制系统仿真45-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 网络化牵引控制系统的保性能控制48-60
• 5.1 引言48-49
• 5.2 系统描述49-50
• 5.3 保性能控制器存在的条件50-53
• 5.4 保性能控制器的设计方法53-54
• 5.5 保性能控制器参数求解算法54-57
• 5.6 算例仿真与结果分析57-58
• 5.7 本章小结58-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 6.1 本文的主要工作和创新点60-61
• 6.2 研究展望61-62
• 参考文献62-67
• 攻读学位期间主要的研究成果67-68
• 致谢68

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本文编号：633387