具有数据包丢失的网络控制系统的最优控制

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1、谨以此论文献给我的导师、家人和帮助我的人～～一金鑫【IIIIIi111111IItlllI＼1828504具有数据包丢失的网络控制系统的最优控制学位论文完成日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：>Olo、)．印盈幺垒独创声明一本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得§注!麴遨直基他霞墨挂剔壹明的：奎拦豆窒≥或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。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谢意。

2、学位论文作者签名．金会签字日期：珈，矿年／月／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下事项：1、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。2、学校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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社"用于出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名．詹

3、象导师签字．签字日期：w护年占月／日签字日期锄／，9年6月／日具有数据包丢失的网络控制系统的最优控制摘要随着网络硬件设备和系统节点价格的不断下降，带有通信网络的闭环控制系统的应用越来越普遍。网络控制系统有非常广泛的应用前景。由于带宽限制和网络堵塞，通信网络不可避免的引入传输时延和数据包的丢失，并且传输时延是随机变量。由于这些问题，标准的控制理论很难应用于网络控制系统的分析和设计。尤其是，同时考虑数据包丢失和随机传输时延的网络控制系统的最优控制问题非常难于设计。本文首先综述了网络控制系统的研究现状和网络控制系统的基本特点，分析了接入网络对控制系统的不利影响，在此基

4、础上进一步研究了考虑数据包丢失的网络控制系统的最优控制问题。本文的研究内容概况如下：1．针对传感器节点和执行器节点为时间驱动，控制器节点为事件驱动，研究具有连续数据包丢失的网络控制系统的最优控制。通过在执行器节点增加缓冲环节，我们能够把网络诱导传输时延控制在一个采样周期以内。针对数据丢包问题我们提出了一种新的补偿算法。在网络控制系统连续丢包率一定的情况下，利用状态补偿算法，我们可以根据历史状态向量信息来估计丢失的数据包信息。最后，利用动态规划算法，我们构造出了基于二次离散性能指标的线性网络控制系统的最优控制律。2．针对控制器节点采用事件驱动，执行器节点和传感器节

5、点时钟驱动工作方式的一类非线性NCS模型，研究具有连续数据包丢失的网络控制系统的最优控制。网络引起的传输时延为长时延时，考虑数据包丢失发生的不同情况，建立不同的广义网络控制系统模型。利用模型转换将长时延系统转化为形式上无时延非线性系统，然后转换后的无时滞非线性系统通过逐次逼近方法求出不考虑丢包时满足无限时域二次型性能指标的最优控制律，最后利用补偿算法得出数据丢包下满足无限时域二次型性能指标的最优控制律。关键词：数据丢包；最优控制；网络控制系统；时滞；非线性系统；nOptimalcontrolfornetworkedcontrolsystemswithdatapa

6、cketdropoutAbstractForthehardwaredevicesofnetworkandnetworknodesbecomecheaper'COntrolloopsthatareclosedoveracommunicationnetworkgetmoreandmorecommon．Networkedcontrolsystemshaveaverybroadapplicationprospects．Communicationnetworksinevitablyintroducetime-delaysanddatapacketdrop，bothduet

7、olimitedbandwidthandcongestionincommunicatingnodesandinthenetwork．Thetime-delaysinmanysystemswillbevaryinginarandomfashion．Asaneffectofthese，thestandardcontroltheoryCannotbeusedinanalysisanddesignofnetworkedcontrolsystems．Inparticular,theoptimalcontrolproblemofnetworkedcontrolsystems

8、consideredda