参数不确定网络控制系统的鲁棒滤波方法研究及应用

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1、分类号；ＴＰ２７３ｍｍｍ：１０２２０：密级＞ｄＨ｜＾ＨＨ—ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔ■ｙ工程硕ｉ专业学位论文论文题目：参数不确定网络控制系统的鲁棒滤波方法研究及应用工程领域：控制工程ｆｌＨｊ培养类别；■全日制□非全日制论文类型：应用研究硕±生：刘畅校内导师；李艳辉教授■＇而校外导师：李玉东高级工程师—，．。Ｆ入学时间：２０１３年９月论文完成时间：２０１６年５月．，Ｉ■ｉThesisfortheGraduat

2、eCandidateTestResearchandApplicationonRobustFilteringMethodofNetworkedControlSystemswithUncertainParametersCandidate:LiuChangTutor:LiYanhuiField:ControlEngineeringTrainingcategory:Full-timeType:ApplicationresearchDateoforalexamination:21thMay.2016University:NortheastPetroleumU

3、niversity学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研巧工作及取得的研究成，果。据我所知除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人己经发表或撰与过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明并表示谢意。‘作者签名：＾日期：加６主＇Ｌｌ学位论文使用授权声明本人完全了解东北石油大学有关保留、使用学位论文的规定。学校有权保留学位论文并向国家主管部口或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学

4、位论文，可公布论文的全部或部分内容－上学位论文全文数。东北巧湘大学有权将本人的学位论文加入《中围优秀硕据库》、《中閣博上学位论文全文数据库》和编入《中国知识资源总库》。保密的学位论文在解密后适用本规定。学位论文作巧签名：论文指导教师签名：李丰色么＾指导小妍成员签名：东北石油大学工程硕士专业学位论文参数不确定网络控制系统的鲁棒滤波方法研究及应用摘要网络控制系统(NetworkedControlSystems,NCSs)涵盖了控制技术、计算机网络技术和信息技术等众多技术领域，并且在航天器控制系统，机器人控制系统，工业控制系统

5、中都具有广泛应用。网络为控制系统带来便捷性与灵活性的同时，也为系统的分析与设计带来了其特有的问题。由于通信网络的引入，信号在传输过程中需要考虑网络诱导时延、丢包、量化等影响系统性能的不利因素。另外，实际工程环境的变化，外部干扰因素的存在，将导致网络控制系统中被控对象存在不确定性。因此，对具有参数不确定性的NCSs进行研究具有一定的理论意义以及实际应用价值。本论文的主要研究内容有：首先，建立具有随机时延的范数有界参数不确定网络控制系统的数学模型，并在此模型基础上进行H∞滤波器设计。考虑引入满足伯努利分布的随机变量描述网络诱导的随机时延。通过选取与时滞

6、范围相关的Lyapunov函数，结合积分不等式处理方法，得到了滤波误差系统均方渐近稳定且满足H∞性能的时滞相关的充分条件，进而给出了可行的滤波器参数的求解方案。其次，对于网络环境下的线性参数变化系统进行鲁棒滤波算法研究。选取参数依赖Lyapunov函数并采用参数线性矩阵不等式技术，分别得出网络化滤波误差系统渐近稳定且具有指定的H∞性能和LL性能的充分条件，并将所得到的充分条件转换为一类求2解具有参数线性矩阵不等式形式的凸优化问题以获得期望的滤波器参数矩阵。接着考虑了具有随机数据包丢失和离散分布式时滞的NCSs鲁棒量化滤波问题。采用伯努利随机分布

7、序列描述数据包随机丢失过程，利用扇形界方法将量化误差刻画为参数不确定性进行处理。根据Lyapunov函数思想，分别给出了网络化滤波误差系统均方渐近稳定且满足H∞性能和ll性能的充分条件，以及具有LMI(LinearMatrixinequality)2形式的滤波器的参数求解条件。最后，针对实际的航空航天工程背景，将无线网络引入到交会对接系统中，充分考虑了交会对接系统模型结构和参数的不确定情况，以及非高斯噪声输入，采用改进的C-W方程抽象出交会对接系统的动态模型。在重构的动态模型基础上，分别探讨了连续和离散两种情况的交会对接系统的鲁棒滤波策略。最后

8、通过仿真获得航天器交会对接系统的相对位置误差和相对速度误差，进而实现该工程背景下的鲁棒滤波器设计。关键词：参数不确定；网络