一类基于输入时滞方法的网络控制系统H_∞控制

发布时间：2017-09-18 11:44

  本文关键词：一类基于输入时滞方法的网络控制系统H_∞控制

  更多相关文章： 输入时滞方法 T-S模糊模型 网络控制系统 H_∞控制器设计 TrueTime工具箱

【摘要】：随着现代工业的迅速发展和生产规模的扩大,控制过程也日趋复杂,其复杂特性主要表现为:系统结构参数具有时变、强耦合、极度非线性、不确定性和多样性等。这些因素都为控制理论的研究提出了更高的要求。相对于传统的点对点控制系统,网络控制系统作为一种空间分布式的反馈控制系统,其数据信号传输是通过网络通信通道参与完成的,所以网络控制系统存在着上述某些复杂的特点。针对网络控制系统的研究,吸引了广大学者,也取得了很多研究成果,但仍有很多问题需要结合实际情况加以研究分析,还有一些不完善的地方需要深入思考解决。本文主要采用输入时滞方法对线性网络控制系统的H_∞稳定性分析和控制器设计问题进行研究,并利用Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型对非线性网络控制系统进行H_∞稳定性分析以及控制器的设计。本文主要从以下几个方向开展研究工作:(1)采用输入时滞方法对线性网络控制系统的稳定性进行分析并给出控制器设计。首先给出基于网络控制的线性时不变系统模型,该系统模型考虑到网络诱导时滞和数据丢包现象。然后定义输入时滞,以利用时滞系统和采样系统已有的研究成果。同时也注意到定义的输入时滞一阶导数等于1的特点,并结合凸组合方法构造一个改进的Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函,从而对系统的稳定性问题和状态反馈控制器设计问题进行研究。最后,通过数例仿真验证所得到的稳定性判据具有较小的保守性,所给出的状态反馈控制器设计方案的有效性。(2)考虑到实际环境中,外部干扰对于被控对象的影响往往是不可避免的。在这种情况下,对线性网络控制系统H_∞控制器设计问题进行研究,并对相应的系统性能进行分析。首先考虑有外部干扰的网络控制系统模型。然后采用增广L-K泛函方式对现有文献所采用的泛函加以改进,并且为了进一步减小保守性,还针对自由权矩阵方法中某些松弛矩阵做出改进。最后,利用数例仿真与已有的相关结论作对比分析,验证所得H_∞稳定性结果具有较小的保守性,所给出的H_∞控制器设计方案的有效性。(3)前面考虑的都是基于网络的线性被控对象,但在很多实际情况下,往往面对的是非线性网络控制系统的控制问题。所以首先利用T-S模糊模型来描述非线性网络控制系统,同时注意到被控系统和控制器的前件变量不匹配时其隶属函数不相同的问题。然后利用输入时滞方法并结合系统特点来构建L-K泛函,对该泛函进行求导和适当的处理,从而给出相应的￥H控制器设计方案。最后通过数例仿真与现有结果进行比较,说明所得结果的有效性。最后对本文的主要内容进行总结,并探讨将来需要进一步研究的方向。
【关键词】：输入时滞方法 T-S模糊模型 网络控制系统 H_∞控制器设计 TrueTime工具箱
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 符号说明9-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 研究目的和意义12-14
• 1.2 国内外研究概况14-19
• 1.2.1 输入时滞方法的国内外研究现状14-15
• 1.2.2 网络控制系统的研究现状及发展趋势15-17
• 1.2.3 T-S模糊控制技术的国内外研究现状17-19
• 1.3 本文研究内容及章节安排19-21
• 第二章 基础知识21-24
• 2.1 本文相关引理和不等式21-23
• 2.2 TRUETIME工具箱23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 线性网络控制系统的状态反馈控制24-37
• 3.1 引言24-25
• 3.2 系统描述25-26
• 3.3 系统稳定性分析26-29
• 3.4 状态反馈控制器设计29-30
• 3.5 数例及仿真30-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第四章 线性网络控制系统的H_∞控制37-52
• 4.1 引言37-38
• 4.2 系统描述38-39
• 4.3 系统H_∞稳定性分析39-45
• 4.4 H_∞控制器设计45-47
• 4.5 数例及仿真47-50
• 4.6 本章小结50-52
• 第五章 非线性网络控制系统的H_∞控制52-66
• 5.1 引言52-53
• 5.2 系统描述53-55
• 5.3 系统H_∞稳定性分析55-60
• 5.4 H_∞控制器设计60-61
• 5.5 数例及仿真61-65
• 5.6 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 全文工作总结66
• 6.2 后续研究展望66-68
• 参考文献68-75
• 致谢75-76
• 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王明顺;于滨;高宪文;;非匹配不确定输入时滞系统的自适应滑模控制[J];东北大学学报(自然科学版);2008年08期

2 史玉英;王寒梅;;具有状态和输入时滞系统的H_∞控制[J];咸阳师范学院学报;2009年04期

3 夏元清,韩京清;同时含有状态和输入时滞系统的滑模控制[J];控制与决策;2003年05期

4 高杰;徐兆棣;;带有状态和输入时滞不确定线性系统的保成本控制(英文)[J];沈阳师范大学学报(自然科学版);2009年04期

5 黄韩亮;;具有输入时滞的不确定模糊系统的稳定性分析[J];河南科技大学学报(自然科学版);2010年03期

6 贾廷纲;牛玉刚;夏康;;不确定输入时滞系统的滑模输出反馈控制[J];信息与控制;2011年06期

7 于占东;王显峰;;一类非线性输入时滞系统自适应控制——无源化方法[J];哈尔滨工程大学学报;2011年02期

8 侯晓丽;邵诚;;具有输入时滞的不确定系统鲁棒自适应控制[J];河南科技大学学报(自然科学版);2013年04期

9 张伟;佟绍成;;模糊输入时滞系统的输出反馈控制及稳定性分析[J];模糊系统与数学;2010年05期

10 刘彦文;许保同;李平敏;;具有输入时滞的不确定采样系统的鲁棒控制[J];控制工程;2014年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 贾祝蓉;贾新春;李雷;成婷婷;;带有控制输入时滞的自主车队纵向控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年

2 逄海萍;刘成菊;庄克玉;刘建芳;;同时含状态和输入时滞系统的最优滑模控制[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年

3 殷月竹;张焕水;;单输入时滞离散系统的LQR问题[A];第25届中国控制会议论文集（上册）[C];2006年

4 柴琳;费树岷;罗骏;;一类输入时滞的线性时滞系统的基于观测器的对时滞参数的自适应控制[A];第二十四届中国控制会议论文集（上册）[C];2005年

5 于晓华;刘晓华;;多输入时滞不确定系统的状态反馈鲁棒预测控制[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年

6 范蓉蓉;张小美;陆国平;;具有状态时滞和输入时滞的非线性系统的鲁棒无源控制[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

7 叶华文;姜钟平;PANWAR Shivendra;桂卫华;;非线性多积分器的饱和时滞控制[A];第24届中国控制与决策会议论文集[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 赵利云;具有通讯和输入时滞的调和振子的协调控制[D];上海大学;2016年

2 尚英锋;左可逆半群的特征以及输入时滞系统的稳定性分析[D];天津大学;2010年

3 徐娟娟;时滞系统若干控制问题的研究[D];山东大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 俞洋;一类基于输入时滞方法的网络控制系统H_∞控制[D];杭州电子科技大学;2016年

2 罗骏;具有输入时滞的网络控制系统的稳定性与镇定的研究[D];广东工业大学;2015年

3 刘萌;多自主体系统的脉冲编队跟踪问题研究[D];华中科技大学;2015年

4 傅保增;输入时滞的Hamilton系统的鲁棒镇定[D];曲阜师范大学;2015年

5 杜涛;时滞领航系统的协同控制器设计及稳定性分析[D];曲阜师范大学;2011年

6 王鑫;广义线性时滞系统的优化问题[D];黑龙江大学;2011年

，

本文编号：875316