不确定时延网络控制系统的分析与综合

【摘要】网络控制系统(NetworkedControlSystems,简称NCSs)是将通信网络和控制系统融为一体,形成的一类新的控制系统,实现了所有信息都基于网络这个桥梁在传感器、控制器、执行器之间流转。NCSs在带来很多优点的同时,也带来了不少问题,诸如时延、数据包丢包、数据包错序以及执行器饱和等问题,再加上系统存在的建模不确定性、外界干扰等问题,使得这类组合系统的分析和综合变得异常困难。本文充分考虑了时延、不确定性、饱和执行器等由于网络而介入的不利因素,基于时滞系统理论、Lyapunov稳定性理论、线性矩阵不等式(LMI)等工具,研究了这类组合系统的稳定性分析和控制器设计问题。主要内容如下：(1)研究了具有时变时延网络控制系统的稳定性分析、控制器设计和时变时延网络控制系统的H∞问题。首先,运用改进的自由权矩阵方法研究了含时变时延的网络控制系统的稳定性和控制器设计问题,给出了保守性更小的稳定性结论和控制器设计方法,并通过数值分析验证了该方法的有效性；其次,运用改进了的积分不等式方法研究了含网络时变时延的线性控制系统的H∞问题,并结合Lyapunov理论和LMI方法,获得了H∞稳定性条件和H∞控制器。最后,通过数值仿真,表明该方法能够有效抑制时变时延对网络控制系统的影响,进一步降低了系统的保守性。(2)研究了执行器参数未知的多时延不确定网络控制系统的稳定性分析与状态反馈控制器设计问题。首先,运用牛顿莱布尼兹公式、引入自由权矩阵对已有的积分不等式进行改进,并给出执行器参数未知的多时延网络控制系统稳定性条件和控制器设计方法；然后,将所得结果运用到具有执行器参数未知的多时延不确定网络控制系统中,根据范数有界不确定性的特性,给出了执行器参数未知的多时延不确定网络控制系统稳定的充分条件和控制器设计策略。最后,通过数值实例验证了该设计算法的合理性。(3)研究了含饱和执行器、不确定性和时延的网络控制系统,采用非线性扇区法处理饱和环节,设计状态反馈控制器,并运用Jensen积分不等式和LMI理论给出含饱和执行器的不确定时延网络控制系统在Lyapunov意义下的渐进稳定结论。
【作者】张举志；
【导师】冯宜伟；
【作者基本信息】兰州理工大学，电力系统及其自动化，2014，硕士
【关键词】网络控制系统；网络时延；不确定性；饱和执行器；H_∞控制；

【参考文献】
[1]谢峰.中国成长型企业信息系统发展规划的研究[D].西南财经大学,工商管理,2003,硕士.
[2]闫敬,关新平,罗小元,杨晛.多智能体系统输入约束下的一致性与轨迹规划研究(英文)[J].自动化学报,2012,07:1074-1082.
[3]毛北行,许宏伟.一类Lurie复杂网络混沌系统的保性能控制[J].重庆师范大学学报(自然科学版),2015,04:.
[4]龚顺良.高寒山区不同海拔高度对玉米杂交种生物学性状和品质影响的研究[D].西南农业大学,作物遗传育种,2004,硕士.
[5]姜洪敏.基于多种模型的青岛邮政储蓄银行对公存款分析与预测[D].青岛大学,金融学,2013,硕士.
[6]陈渝.精氨酸对免疫应激断奶仔猪细胞膜表面TLRs基因表达的影响及作用途径研究[D].四川农业大学,动物营养与饲料科学,2012,硕士.
[7]秦旭辉.圆形件剪切下料的排样研究[D].吉林大学,工业工程,2014,硕士.
[8]吕超.中国东西部地区FDI吸收能力的比较研究[D].海南大学,世界经济,2014,硕士.
[9]颜继忠,童胜强,盛柳青,陈钢.结香化学成分的研究[J].中国现代应用药学,2004,S2:31-33.
[10]齐向营.输卵管妊娠发病因素的变化及期待治疗成功因素的分析[D].山东大学,妇产科学,2013,硕士.
[11]王东,李哲英.U-Boot在S3C44B0上的移植方法[J].北京交通大学学报,2005,02:76-80.
[12]周文静.货币供应量对我国房地产价格的影响研究[D].云南财经大学,国民经济学,2014,硕士.
[13]张慧.内蒙古经济发展中的地区差异变化研究：1978-2011[D].内蒙古大学,中国少数民族经济,2013,硕士.
[14]潘勇.吉林省农村公路养护内容及政策研究[D].长安大学,交通运输工程,2013,硕士.
[15]甄妮.考虑表/界面效应的二维声子晶体能带结构计算与分析[D].北京交通大学,2013.
[16]唐辉.全水润滑阀配流液压泵的研究[D].华中科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[17]孙工棋.基于陆生濒危哺乳动物的全国生态功能区优先保护规划[D].北京林业大学,自然保护区学,2013,硕士.
[18]叶安.伊藤随机微分方程的两种数值方法研究[D].哈尔滨工业大学,概率论与数理统计,2014,硕士.
[19]朱保刚.论我国户籍制度改革[D].华中师范大学,政治学理论,2004,硕士.
[20]高雅静.论作为宪法权利的知情权[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[21]方丹.芹菜汁绿茶复合饮料的开发研究[D].安徽农业大学,农产品加工与贮藏工程,2012,硕士.
[22]何婧宜.多传感器信息融合系统中目标跟踪技术的研究[D].西安工业大学,计算机技术,2014,硕士.
[23]郑淑君.一类非线性时滞广义系统的H_∞控制[D].东北大学,系统理论,2010,硕士.
[24]孙艳红.硅藻土为载体的超级电容器复合电极材料研究[D].上海工程技术大学,2012.
[25]任石.非英语专业学生英语学习策略与四级考试成绩的关系研究[D].东北师范大学,课程与教学论,2012,硕士.
[26]袁巨伟.美国HEIL公司投资中国铝合金罐车项目的可行性研究[D].扬州大学,工商管理,2011,硕士.
[27]费敏锐.双级计算机控制和管理系统在热处理炉中的应用[J].冶金自动化,1993,04:45-46.
[28]李智斌,吴宏鑫,解永春,王晓磊,于志杰,王颖.航天器智能控制实验平台[J].自动化学报,2001,05:695-699.
[29]韩娟.基于身份第三方权利受约束加密方案研究[D].长安大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[30]陈倩.葛根总黄酮自微乳化滴丸的研制[D].吉林大学,药物化学,2013,硕士.
[31]刘海波.二次预应力超薄梁组合结构的应用研究[D].湖南大学,桥梁与隧道工程,2003,硕士.
[32]杨京玲.女性参与·女性话语[D].南京艺术学院,设计艺术学,2014,博士.
[33]郑婕.天然产物Acortatarin B和Multiplolide家族化合物的不对称合成研究[D].兰州大学,有机化学,2013,硕士.
[34]吕卓童.官方网站旅游英文的情态动词对比分析[D].西南大学,英语语言文学,2014,硕士.
[35]胡宝忠,刘娣,胡国富,姜述君,张阿英.羊草遗传多样性的研究[J].植物生态学报,2001,01:83-89.
[36]杨文澍,武高辉,肖瑞,董蓉桦.石墨烯/铝复合材料的研究现状及应用展望[J].新材料产业,2014,11:20-23.
[37]AbdulFatah（杜勒）.三种禽蛋蛋清水解物抗氧化活性研究[D].华中农业大学,农产品加工及贮藏工程,2014,硕士.
[38]何欢.无线传感器网络能耗均衡路由协议研究[D].哈尔滨工业大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[39]马芸.内心生活与员工创造力关系研究[D].上海交通大学,应用心理学,2014,硕士.
[40]李文中.住房贷款保险研究[D].首都经济贸易大学,金融学,2004,硕士.
[41]舒齐.基层政府实施公益创投的现状分析和对策研究[D].苏州大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[42]白学敏.北小湖油田八道湾组高分辨率层序及沉积特征研究[D].东北石油大学,矿产普查与勘探,2013,硕士.
[43]李沫.行政决策效率机制探析[D].吉林大学,行政管理,2004,硕士.
[44]谭唤书.Hilbert-Huang变换方法在二维湍流涡量场中的统计应用及二维湍流实验初探[D].上海大学,流体力学,2014,硕士.
[45]辛一凡.于右任教育思想与实践研究[D].延安大学,中国近现代史,2014,硕士.
[46]屈吕宇.褐飞虱内共生细菌Wolbachia与Arsenophonus的竞争关系分析[D].浙江大学,植物保护,2013,硕士.
[47]程远会.基于ITS的智能车辆技术研究[D].武汉理工大学,车辆工程,2004,硕士.
[48]吴敏.浆细胞型Castleman病临床病理特征分析[D].复旦大学,肿瘤学,2012,硕士.
[49]赵玉芬.考虑太阳辐射影响的建筑设计策略研究[D].西安建筑科技大学,建筑技术科学,2013,硕士.
[50]李巧俐.独立董事比例与会计信息质量实证研究[D].贵州财经大学,会计学,2013,硕士.