事件触发网络控制系统的若干联合设计研究

发布时间：2021-07-04 20:26

　　网络控制系统（Networked Control Systems,NCSs）是控制、计算机和通信（Control,Communication and Computer,3C）技术相互融合、相互渗透的产物,其广泛应用在国民经济重大关键领域,如电力石油化工等能源行业,航空和铁路等交通行业,水处理、供暖和环境监测等市政服务基础设施。与此同时,NCSs的内在特质与应用需求使其面临着日益突出的系统资源约束问题。事件触发机制（Event-Triggered Schemes,ETSs）,能够根据控制任务的实际需要动态地调整控制信号的更新频率,从而在节省系统资源（网络带宽、计算资源和节点电能等）方面更具优越性,将为系统资源受限下的NCSs的分析与综合提供一个崭新的解决方案。然而,ETSs的引入也使得NCSs面临着控制器和ETSs的联合设计问题。因此,近几十年来,事件触发NCSs的联合设计问题得到了控制界专家学者的广泛关注,一系列相关研究成果发表在公开文献中。然而,现有文献中的相关研究结果仍存在诸多不足。例如,第一、如何根据被控对象状态/输出的变化、控制系统的性能要求、应用场景等因素设计一个合适的ETS... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：166 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
缩写和符号对照表
第一章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 相关研究现状与分析
        1.2.1 基于混合ETS的ETC
        1.2.2 基于滤波器的FD
        1.2.3 H_∞模糊滤波
        1.2.4 随机采样下的镇定
        1.2.5 DoS攻击下的安全控制
    1.3 本文选题和结构
第二章 事件触发NCSs的输出反馈控制器和混合ETS的联合设计
    2.1 引言
    2.2 预备知识
    2.3 问题描述
        2.3.1 被控对象模型
        2.3.2 混合ETS的设计
        2.3.3 输出反馈控制器设计
        2.3.4 闭环控制系统建模
        2.3.5 相关引理
    2.4 主要结果
        2.4.1 ISpS意义下的稳定性分析
        2.4.2 联合设计算法
    2.5 仿真实验及结果分析
    2.6 本章小结
第三章 事件触发NCSs的FD滤波器和AETS的联合设计
    3.1 引言
    3.2 问题描述
        3.2.1 被控对象模型
        3.2.2 FD滤波器设计
        3.2.3 AETS的设计
        3.2.4 FD系统建模
        3.2.5 FD逻辑
        3.2.6 相关定义和引理
    3.3 主要结果
        3.3.1 稳定性分析
        3.3.2 联合设计算法
    3.4 数值仿真及结果分析
    3.5 本章小结
第四章 事件触发NCSs的H_∞模糊滤波器和AETS的联合设计
    4.1 引言
    4.2 问题描述
        4.2.1 被控对象模型
        4.2.2 AETS的设计
        4.2.3 H_∞模糊滤波器设计
        4.2.4 滤波误差系统建模
        4.2.5 相关定义和引理
    4.3 主要结果
        4.3.1 稳定性分析
        4.3.2 联合设计算法
    4.4 仿真实验及结果分析
    4.5 本章小节
第五章 事件触发NCSs的状态反馈控制器和随机采样下的AETS的联合设计
    5.1 引言
    5.2 问题描述
        5.2.1 被控对象模型
        5.2.2 随机采样下的AETS的设计
        5.2.3 状态反馈控制器设计
        5.2.4 闭环控制系统建模
        5.2.5 相关引理
    5.3 主要结果
        5.3.1 SAS意义下的稳定性分析
        5.3.2 联合设计算法
    5.4 仿真实验及结果分析
    5.5 本章小结
第六章 事件触发NCSs的状态反馈控制器和Do S攻击下的AETS的联合设计
    6.1 引言
    6.2 问题描述
        6.2.1 被控对象模型
        6.2.2 DoS攻击模型
        6.2.3 DoS攻击下的AETS的设计
        6.2.4 状态反馈控制器设计
        6.2.5 闭环控制系统建模
        6.2.6 待解决问题
    6.3 主要结果
        6.3.1 技术引理
        6.3.2 SES意义下的稳定性分析
        6.3.3 H_∞性能分析
        6.3.4 联合设计算法
        6.3.5 γ~2的最小化
    6.4 仿真实验及结果分析
        6.4.1 l_(min)和b_(max)之间的关系
        6.4.2 b_(max)和κ_e之间的关系
        6.4.3 l_(min)和κ_e之间的关系
        6.4.4 (?)对γ~*的影响
        6.4.5 仿真分析
    6.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]Networked Control Systems:A Survey of Trends and Techniques[J]. Xian-Ming Zhang,Qing-Long Han,Xiaohua Ge,Derui Ding,Lei Ding,Dong Yue,Chen Peng.  IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2020(01)
[2]基于推广的概率分布区间分解法的时滞系统稳定性分析[J]. 刘健辰,时光.  控制与决策. 2017(10)
[3]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)

硕士论文
[1]基于工业以太网通信的污水处理厂控制系统的应用研究[D]. 王宇智.北京邮电大学 2012
[2]工业以太网及其在污水处理行业的应用研究[D]. 程小劲.江苏大学 2005



本文编号：3265482