网络控制系统的控制器设计与仿真研究

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1、中文摘要摘要随着控制系统规模的同益扩大以及计算机网络技术的飞速发展，基于计算机网络的控制系统逐步应用到控制工程中。控制回路通过实时网络闭合的反馈控制系统称为网络控制系统(NetworkedControlSystem或NCS)。网络控制系统包括多个网络节点，它们之间通过网络互相通信。然而，NCS不确定的数据传输会降低控制系统的性能甚至使系统失稳等问题还有待研究和解决。这篇论文针对线性时不变正常被控对象，考虑NCS中存在的网络诱导时延和外部扰动等主要问题，主要工：作如下：1．对网络控制系统的⋯1些基本概念。问题及目前的研究现状做了一个比较详细的综述。2．针对线性时不变正常

2、被控对象．当传感器时钟驱动、控制器和执行器事件驱动、不确定时延不超过一个采样周期情况下，利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式描述，研究了动态输出反馈NCS的鲁棒镇定、保性能最优控制和对于噪声扰动的日。最优控制问题以及对于不确定时延的H。状态观测器设计和基于状态观测器的NCS鲁棒性问题。将动态输出反馈NCS建模为含有不确定的离散时变系统。分别给出了动态输出反馈NCS鲁棒稳定的条件和鲁棒镇定律、保性能最优控制律和日。最优控制律设计方法，给出了H。状态观测器设计方法和基于状态观测器的NCS鲁棒稳定的条件。3．利用NCS的实时仿真软件TrueTime，完成了在CAN总线上

3、网络控制系统实时仿真系统的设计，并在此基础上对Ⅳ。最优控制算法进行了，试验。关键词：网络控制系统；网络诱导时廷；线性矩阵不等式；系统仿真英文摘要ControllerDesignandSimulationResearchofNetworkedControlSystemsAbstractAlongwiththeextensionofthecontrolsystemscaleandfastdevelopmentofcomputer-controlledandcomputernetworkstechnology,controlsystemsbasedoncontrolnetw

4、orksarewidelyappliedinthemodemindustrycontr01．Feedbackcontrolsystemswhereinthecontrolloopsareclosedthroughareal-timenetworkarecallednetworkedcontrolsystems(NCS)．NCSessentiallycomprisesmultiplenodescommunicatingwitheachotherovercommunicationnetworks．However,theproblemthatuncertaindatatra

5、nsmissionmaydegradetheperformanceofcontrolsystemanditmayevendestabilizethesystemisdesideratedtoberesearchedandberesolved．Inthispaper,wefocusonlineartime—invariantnormalcontrolledplant．Themainproblemsofnetworkinduceddelayanddisturbanceareconsidered．Mainachievementsareasfollows：1．Thedetai

6、lsummaryofsomebasiccontents，issues，andrecentresearchonnetworkedcontrolsystemsismade．2．Forlineartime—invariantnormalcontrolledplant，undertheassumptionthatthesensornodesareclock—driven，controllernodesandactuatornodesareevent—drivenandnetworkinduceddelayisuncertain，itislessthanorequalstoas

7、amplingperiod．BaseOiltheLyapunovapproachandlinearmatrixinequalitydescription，westudytheproblemsofrobuststabilization，robustcontrollawdesign，performanceguaranteedoptimalcontrol，H。optimalcontrolwithnoisedisturbancefordynamicoutputfeedbackNCS，theH。stateobserverdesignwithuncertaind