网络控制系统的状态反馈控制

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1、分类号UDC密级学位论文网络控制系统的状态反馈控制作者姓名：曾华南指导教师：杨光红教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：控制理论与控制工程论文提交日期：学位授予日期：评阅人：2010年6月2010年7月常晓恒副教授论文答辩日期：答辩委员蝴：温丹丽副教授东北大学2010年6月2010年7月1日井元伟教授AThesisfortheDegreeofMasterinControlTheoryandControlEngineeringStateFeedbackControlofNetworkedControlSystemsbyZengHuananS

2、upervisor：ProfessorYangGuanghongNortheasternUniversityJune2010独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中耳义得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。学位论文作者签名：t智聋南签字日期：矽矽．7．夕f学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文

3、的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年i学雠文储签名：l寄耷角铷签名：彻手z，签字日期：渺·矿7’乡7签字日期：矽／口·矽·吵东北大!学硕士学位论文摘要网络控制系统的状态反馈控制摘要将传感器、控制器和执行器通过网络形成的闭环反馈控制系统称为网络控制系统。它集成了计算机技术、通信技术和控制理论，并且成为现代工业生产的主要发展方向。但同时网络传输也会带来一系列的问题，例如网络诱导时延、数据丢包、时序错乱等，这些都是导致系统性能下降甚至失

4、稳的重要因素。本文主要针对网络控制系统中出现的网络诱导时延和数据丢包问题做了以下工作：(1)介绍了研究网络控制系统的目的和意义以及目前对网络控制系统中网络诱导时延和数据丢包的主要研究方法。并通过查阅国内J,H

5、将网络通道存在数据丢包的网络控制系统建模为由事件约束的异步动态系统，利用异步动态系统理论，在求解线性矩阵不等式的基础上，得到了数据传输成功率与闭环网络控制系统稳定的精确关系。重点分析了数据传输率随机变化的情况，给出了保证系统指数稳定的充分条件和使得系统均方稳定的状态反馈控制器的设计方法，数值仿真验证了此方法的有效性。(4)对前馈和反馈两个通道同时具有网络诱导时延且存在数据丢包的网络控制系统进行了研究，通过将丢包的网络控制系统建模为异步动态系统模型，并将长时延对系统的影响转化为系统的未知有界的不确定项来处理。在数据包传输率已知的前提下，给出了控制器能够存在的充分条件，以及如何设

6、计状态反馈控制器的具体步骤，最后通过具体的仿真实例验证了该状态反馈控制不但使闭环系统稳定而且具有圾性能。关键词：网络控制系统；网络诱导时延；数据包丢失；状态反馈控制；线性矩阵不等式；异步动态系统StateFeedbackControlofNetworkedControlSystemsAbstractNetworkedcontrolsystem(NCS)isafeedbackcontrolsystemwhosesensors，controllersandactuatorsarea11connectedvianetworks．Itisthecollaborationofthree

7、engineeringfields!computerengineering，communicationengineeringandcontrolengineering，andhasbecomethenewdirectionofmodemindustry．However,aseriesofnetworkproblemscanbebroughtsimultaneously，suchasnetwork—inducedelay,datapacketloss，packetdisorderandSOon·These