鲁棒控制在网络控制系统中的应用

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1、浙江大学硕士学位论文摘要基于互联网的网络控制系统一方面具有较低的安装、维护和升级费用，一方面可以实现网络控制系统之间以及网络控制系统与互联网之间的直接通讯，因而具有广泛的应用前景和重要的研究意义。网络控制系统中最主要的问题是网络传输延时的不确定性对系统性能的影响。文章首先为网络控制系统建立了一个状态方程形式的数学模型，并假定网络延时是某个范围内的随机变量，使用鲁棒控制方法、lyapunov稳定性定理、线性矩阵不等式方法以及matlab的LMI和simulink工具箱对网络控制系统的稳定性和鲁棒性进行了分析研究和仿真。文章首先给出了能使网络控制系统稳定的

2、一个充分条件，然后在系统存在内部系数摄动的条件下讨论了系统的稳定性问题，并进一步给出一个凸优化问题可以求解系统能允许的最大摄动值。在讨论了系统的稳定性之后，继续讨论系统的鲁棒性问题，为系统设计了以控制器，有效的抑制了外部扰动对网络控制系统的影响；并使用保性能控制方法为网络控制系统设计控制率，使得系统的某个二次型性能指标不低于某个值。各项仿真结果均显示了系统有很好的稳定性和鲁棒性能。浙江人学硕士学位论文Abstract11舱Network-basedControlledSystem(NCS)islesscostlyandtimeconsuminginin

3、stallation,entertainmentandexpansionwhileitCanmakethecommunicationduringtheNCSsandduringtheNCSsandInternetveryeasy．Therefore，thestudyofNCSsisverymeaningfulandtheNCSsthemselveshaveverygoodfuture．ThechallengingproblemoftheNCSistherandomtimedelayofthenetwork．n圮mathematicmodelWflSse

4、tupfortheNCSintheformofstateequations．andthetimedelayinnetworkwassupposedtobestochasticandwithinagel'raindomain．11圮stabilityandrobustnessoftheNCSwaganalyzed．discussedandsimulatedbyusingrobustcontroltheory,lyapunovstabilitytheory,linearmatrixinequalitymethodandtheLMlandsimulinkto

5、olboxesinmatlab．Aftergivingthesufficientconditionsofthesystems’stability,thestabilityoftheNCSwhosemodelhassomeperturbationcoefficientWasstudied，andevenaconvexoptimizationproblemsatisfyinglinearmatrixinequalitiesWasgiventogetthelargestperturbationcoefficientallowedinthesystem．And

6、thentherobustnessofNCSWagtalked．HocontrollerWagdesigned，whichshowedgoodperformancetoreducetheinfluenceofthedisturbance．AndGuaranteedCostcontrollerWagalsodesignedforNCStomakesurethatthequadraticperformanceindexofNCSwon’tbelessthanacertainValue．Alltheresultsofthesimulatedexperimen

7、tsshowedthattheNCSshadgoodstabilityandrobustness．11浙江大学硕上学位论文第1章引言1．1．网络控制系统的研究意义1．1．1．控制系统的发展过程在计算机控制系统的发展过程中，每一种结构的控制系统的出现总是滞后于相应计算机技术的发展”1。实际上，大多数情况下，正是在计算机领域一种新技术出现以后，人们才开始研究如何将这种新技术应用于控制领域。随着电子计算机和网络通信技术的发展以及控制和管理要求的不断提高，使得控制系统正由封闭的集中体系加速向开放分布式体系发展。从控制系统的出现就产生了控制信息交流和共享的问题。

8、由于技术上的限制，控制系统早期采取～种封闭结构，这同计算机技术发展早期相似：而且控制系统网络化