基于网络化控制系统时延模型鲁棒容错控制研究

《基于网络化控制系统时延模型鲁棒容错控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要网络化控制系统(Networkcontrolsystems)是将通信网络作为一个系统环节嵌入控制系统，使控制回路通过实时网络闭环连接。因其具有布线容易、节约成本、资源共享、系统组建和数据传输灵活等优点已成为复杂控制系统和远程控制系统首选架构，并广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域。然而，在凸显其优越性的同时，由于受网络带宽的限制以及网络传输的复杂性的影响，信息传输不可避免存在丢包、延迟和信息调度等问题，加之实际工程中各种不确定因素以及传感器、执行器故障的发生常常会使系统的动态特性下降乃至使之失稳。因此网络化

2、控制系统的鲁棒容错控制的研究受到了广泛关注，因此本文基于网络化控制系统时延模型，利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法，考虑参数、时延的不确定性以及外界未知扰动等不良因素给系统带来的影响，采用不同的控制策略，主要进行了以下几方面的研究工作：1)采用状态反馈控制策略，同时考虑参数和网络时延的不确定性以及外界未知扰动给系统带来的影响，分别推证出了此类系统在传感器或执行器失效时系统具有鲁棒完整性以及具有一定扰动抑制能力的也鲁棒完整性需要满足的充分条件，以求解线性矩阵不等式的方式给出了相应控制器的设

3、计方法，并用仿真算例验证了所得结论的正确性和有效性。2)采用静态输出反馈控制策略，针对仅存在时延不确定性的网络化控制系统，推证出了此类网络化控制系统在传感器或执行器发生一般故障情形下的鲁棒完整性需要满足的充分条件。以求解线性矩阵不等式的方式给出了相应控制器的设计方法，并用仿真算例验证了所得结论的正确性和有效性。3)采用静态输出反馈控制策略，针对同时存在网络时延及参数不确定性的网络化控制系统，推证出了此类网络化控制系统在传感器或执行器发生一般故障情形下的鲁棒完整性需要满足的充分条件。以求解线性矩阵不等式的方式给出了

4、相应控制器的设计方法，并用仿真算例验证了所得结论的正确性和有效性。4)采用动态输出反馈控制策略，针对仅存在时延不确定性的网络化控制系统，推证出了此类网络化控制系统在传感器或执行器发生一般故障情形下的鲁棒完整性需要满足的充分条件。以求解线性矩阵不等式的方式给出了相应控制器的设计方法，并用仿真算例验证了所得结论的正确性和有效性。关键词：网络化控制系统；鲁棒容错控制；时延；线性矩阵不等式；H。；输出反馈；不确定性AbstractNetworkedControlSystemsisthecommunicationsnetw

5、orkasasystemaspectembeddedcontrolsystems，itscontrolcircuitwaslinkedthroughtheclosed-loopreal—timenetwork．Becauseofitsprimaryadvantages：costsavings，resourcesharing，systemsanddatawereformedflexibilityhasbecomeanobjectiverequirementforthedevelopmentofcomplexcont

6、rolsystemandremotecontrolsystemandiswidelyusedintheconstructionofthenationaleconomyandnationaldefensefields．However,whiletheNCSbroughtlotsofconveniencestoUSthroughexchangingdataamongdevicesconnectedtothesharedmedium，duetonetworkbandwidthconstraintsandthecompl

7、exityofnetworktransmission，informationtransmissionexistinevitablepacketloss，congestion，delayandotherissues，combinedwithpracticalengineeringuncertaintiesaswellassensorsoractuatorsandotherpartsofthefailureusuallyaffectthesystemdynamiccharacteristicsaswellasinst

8、abilitybroughtnewchallengestothetraditionalcontroltheory．ThestudyofRobustfault-tolerantcontrolfornetworkedcontrolsystemsnotonlyhadtheoreticalvaluebutalsohadstrongpracticalvalue．BasedOilth