具有时延的网络控制系统的若干控制问题

【摘要】网络控制系统是一种通过通信网络连接而成的闭环控制系统,这种系统充分考虑了数据采集器、控制器、执行器相互之间存在的时滞问题,具有布线少、资源共享、低开销、易于安装维护等优点,因此近些年来受到了广泛的关注。同时,非线性系统的控制问题是一项艰巨的任务。因为系统存在的非线性问题以及具有复杂的结构,使得对其控制的分析、设计变得异常困难。然而,由于带有IF-THEN规则的模糊系统的出现,使之成为解决复杂系统最行之有效的模型化方法之一,它的特点是能够在任意精度下,模糊化复杂的非线性过程。因此,通过T-S模糊模型,非线性系统可以由局部的线性模型按照模糊隶属度函数将其光滑连接形成,为非线性系统的分析、控制器的设计提供了大致的框架。同时,由于许多实际控制系统中,特别是在网络控制系统中,被控对象是连续的,但控制器是离散的,此时系统可以被描述成具有输入时滞的采样系统的模型。所以,本文在第一章和第二章先介绍了网络控制系统、采样控制、跟踪控制的相关知识,以及本文所要用到的线性矩阵不等式、模糊控制理论、并行分布补偿法和稳定性理论相关内容。第三章,研究了一类基于输入时滞法的采样控制方法,得到了此系统指数稳定以及L2增益的充分条件,并得出了保证系统稳定的最大传输时滞,通过数值分析证明此方法的有效性,同时此方法被应用于第四章网络控制系统的跟踪控制问题中。第四章,采用T-S模糊模型描述被控对象,同时设计出增益矩阵已知和未知两种情况下的模糊控制器,参考模型采用线性模型,利用输入时滞法,跟踪各时刻被控对象的状态信息。同时基于Lyapunov稳定性理论,Jenson不等式,以及凸函数的一些性质,通过采用新的放缩方法,求解线性矩阵不等式,得出保证系统稳定下的最大传输时滞,使该结果具有更低的保守性,并且满足H∞跟踪性能。最后通过仿真实例,得出了系统状态响应曲线以及跟踪误差曲线,说明了本方法的可行性。最后,对全文做出了总结与展望,指出了本文的研究成果以及未攻克的难题,明确了下一步的研究方向。
【作者】郭亮威；
【导师】彭世国；
【作者基本信息】广东工业大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】网络控制系统；输入时滞法；线性矩阵不等式；采样控制；跟踪控制；

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