h_∞鲁棒控制理论的研究及在网络控制中的应用

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1、馨分类号ＺＨＯＮＧＹＵＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕±学位论文化鲁棒捏制理论的研巧及在网络控制中的应用髙容翔硕：ｔ专业学位类别（领域）：工巧硕±（巧制工招）导师姓名、职称：张谦教授王海泉副教授２０１６年５月、一如心授予单位代码10465学号或申请号密级中原工学院硕士学位论文H鲁棒控制理论的研究及在网络控制中的应用高容翔指导教师：张谦教授、王海泉副教授申请学位级别：硕士专业名称：控制工程论文提交日期：2016年3月论文答辩日期：2016年5月培养单位:中原工学院学位授

2、予单位:中原工学院1中原工学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下迸行的研究工作及取得的研巧成果。论文中除了特别加Ｗ标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体己经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研巧的启发和所化的贡献均己在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人学位论文与资料若有不实一，愿意承担切相关的法律责任。学位论文作者签名：＾Ｉ去年＾月曰）＿巧Ｉ中原工学院学位论文知识产权声明本人完全了解中原工学院有关保护知识产权的规定，即：研巧生在校攻读学位期

3、间论文工作的知识产权单位属于中原工学院。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可（＾＾将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索＾１，可＾＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论义。保密论文待解密后适用本声明。一；学位论文作者签名指导教师签名：＾成１６年ｅ月ｆ曰年谷月／曰）２ｉH鲁棒控制理论的研究及在网络控制中的应用专业：控制工程硕士生：高容翔指导教师：张谦教授王海泉副教授中文摘要针对现在控制系统越来越多的不确定因素存在，H鲁棒控

4、制被越来越多地应用于控制器设计当中。H鲁棒控制器能够保证当被控系统受到外界噪声干扰或者系统内部存在不稳定性因素时依然能够稳定。因此设计出高效、完善的H鲁棒控制器具有十分重要的实践意义和研究价值。本文研究了H状态反馈控制器和H回路成形控制器的设计方法，通过Lyapunov函数求解得到满足设计要求的控制器，并引入人工蜂群算法寻优满足要求的控制器参数。针对传统人工蜂群算法存在的收敛速度慢、容易陷入局部最优的缺陷提出了改进措施。主要内容如下：1.引入标准的H控制问题，讨论利用线性矩阵不等式求解控制器的两种常用方法。2.引入H回路成形控制器

5、，使被控系统受到外界噪声干扰的情况下依然稳定。H回路成形控制器受控制器参数影响较大，为了保证设计的控制器满足要求，引入了人工蜂群算法来寻找控制器参数。仿真实验证明，通过人工蜂群算法寻优参数设计的控制器相比于通过手工试凑参数设计的控制器有更好的控制效果。3.通过引入Lyapunov函数求解得到H状态反馈控制器，并将得到的控制器应用于网络控制系统中，同时考虑网络丢包情况和量化器的误差。最后的实验结果证明得到控制器是满足设计要求的。4.搭建基于用户数据报网络通信协议的网络温度控制系统平台。将通过改进人3工蜂群算法寻优参数设计的H回路成形控制器

6、应用于该平台当中验证控制器设计的效果。仿真实验和实际实验均证明，设计的控制器不仅可以满足得到期望输出的设计要求，而且通过改进人工蜂群算法寻优参数设计的控制器相比于通过传统人工蜂群算法寻优参数设计的控制器控制效果更好。关键词：H回路成形控制器；人工蜂群算法；H状态反馈控制器；用户数据报网络通信协议；网络温度控制系统4HRobustControlTheoryintheApplicationofNetworkControlDiscipline：ControlEngineeringStudentSignature:GaoRongxiangSu

7、pervisorSignature:ZhangQianProfessorWangHaiquanAdjunctProfessorAbstractConsideringuncertaintyfactorsexistsincontrolledsystem,Hrobustcontroltheoryisappliedtocontrollerdesign.Hrobustcontrollerkeepcontrolledsystemsstabilitywithoutsidenoiseinterferenceandinsideuncertaintyfact

8、ors.SoanefficientandperfectHrobustcontrollerisdesignedhasimportantvalueofpracticea