一类具有丢包和时延的网络控制系统的反馈控制

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文一类具有丢包和时延的网络控制系统的反馈控制作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：崔秀秀赵军教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学控制理论与控制工程2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：叶丹马丹伍彩云东北大学2014年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringFeedbackControlforaClassofNetworkedControlSystemswithPa

2、cketDropoutsandTimeDelaysByCuiXiuxiuSupervisor：ProfessorZhaoJunNortheasternUniversityJune2014万方数据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。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己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己在论文中作了明确的说明并表示谢=也思o学位论文作者签名：程秀鸯日期：土o／'t-．‘．斗学位论文版权使用授权书本学位论文

3、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酉学位论文作者签名：撇导师签名：签字日期：刃／乐6、二牛签字日期：锣／乒、i、形万方数据东北大学硕士学位论文摘要一类具有丢包和时延的网络控制系统的反馈控制摘要计算机技术、控制技术、网络技术和通信技术的快速发展，促使网络控制统fNetworkedControl

4、Systems)的研究成为现代控制理论研究的一个重要领域。在网络控制系统带来成本低、易扩展、资源共享、结构灵活等众多优点的同时，由于通信网络的不可靠性，不可避免地给系统带来了传输时延、数据丢包、通信约束等问题，这些问题直接地影响到系统的性能。如何解决这些问题给网络控制系统带来的影响具有重要的理论和实际意义。本文研究了一类具有双通道数据丢包和网络诱导时延的网络控制系统的反馈控制问题，主要工作概述如下：首先，研究了具有双通道数据丢包和短时延的网络控制系统的输出反馈控制问题。假设网络控制系统的传感器、控制器和执行器都采用时间驱动，并且具有相同的执

5、行周期，全局时钟同步，将闭环网络控制系统建模成具有四个模态的离散Markov跳变线性系统。然后，通过随机稳定性原理与线性矩阵不等式方法，分析该系统的随机稳定性，最后设计出基于观测器的输出反馈控制器。其次，在上述研究的基础上，我们考虑网络控制系统运行时，除了具有数据丢包，还存在长时变时延的情形。当发生数据丢包时，控制器和执行器采取保持输入策略，将不同情况下的数据丢包问题建模成离散的切换时滞系统。其中的稳定子系统描述数据包成功传输的网络控制系统的动态，而用不稳定子系统描述丢包时的网络控制系统的动态。进而，运用切换时滞系统理论和平均驻留时间的方法

6、，结合线性矩阵不等式技术，给出该网络控制系统的指数稳定性条件，分析了最大允许数据丢包率与系统指数稳定性的关系，并设计出状态反馈控制器。最后，对本文的主要工作进行了概括，并对网络控制系统未来的研究进行了展望。关键词：网络控制系统；数据丢包；时延；马尔科夫跳变线性系统；平均驻留时间；切换系统；反馈控制万方数据东北大学硕士学位论文摘要万方数据东北大学硕士学位论文AbstractFeedbackContr01foraClassofNetworkedControlSystemswithPacketDropoutsandTimeDelaysAbstra

7、ctTherapiddevelopmentsof．computertechnology,controltechnology,networktechnologyandcommunicationtechnologymakenetworkedcontrolsystems(NCSs)animportantresearchareainmodemcontroltheory．Networkedcontrolsystemshavemanyadvantagessuchaslowcost，easytoextend，resourcesharingandflexi

8、blestructure．Duetotheunreliabilityofcommunicationnetwork，itinevitablybringsmanyproblemssu