基于输入延时法的网络化控制系统分析及控制方法研究

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1、工学博±学位论文基于输入延时法的网络化控制系统分析及控制方法研究李冰巧■？／’哈尔滨理工大学２０１６年６月哈尔滨理工大学博古学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的博古学位论文《基于输入延时法的网络化控‘制系统分析及控制方法研巧》，是本人在导师指导＞，在哈尔滨理工大学攻读博±学位期间独市进行研巧工作所取巧的成果。据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究１作做出贵献的个人和集体，均己在文中明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承粗。

2、作者签名：刖月年月王Ｓ鬥＾＾＾哈尔滨理工大学博±学位论文使用授权书《基于输入延时法的网络化控制系统分析及控制方法研究》系本人化哈尔滨理工大学攻读睹壬学位期间在导师指导下完成的博±学位论文。本论义的研究成巧归哈尔滨理＿１：人学所有，本论文的研究内容不得切其他单位的名义发表。本人充全ｒ解哈尔滨理工大学关于保巧、使用学位论文的规定，時瓷学校保留。并向有关部ｎ提交论文和电子版本，允许论文被査阅和借阅本人授权哈尔滨理Ｉ；火学可レッ采用影印、缩印或其他复制乎段保巧论文，可公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于

3、。保密，在年解密盾适用授权书Ｉ□不。保密囚上柿巧眉枢Ｖ臥打萌化内）（６之作者签：：名期年円月口身：：Ｈ导师签名口期月年之是／工学博士学位论文基于输入延时法的网络化控制系统分析及控制方法研究李冰哈尔滨理工大学2016年6月国内图书分类号：TP273工学博士学位论文基于输入延时法的网络化控制系统分析及控制方法研究博士研究生：李冰导师：武俊峰申请学位级别：工学博士学科、专业：测试计量技术及仪器所在单位：测控技术与通信工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP2

4、73DissertationfortheDoctorDegreeinEngineeringResearchonAnalysisandControlMethodforNetworkedControlSystemsBasedonInputDelayApproachCandidate：LiBingSupervisor：WuJunfengAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpecialty：MeasurementTechnologyandInstrumentsDateofOralExaminat

5、ion：June,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology摘要基于输入延时法的网络化控制系统分析及控制方法研究摘要随着信息技术的高速发展，网络控制成为了控制领域的一个重要研究方向，而且必将得到更多的关注。所谓网络化控制系统是一种集合了通信网络和控制系统的网络化分布式反馈控制系统，系统主要由传感器、控制器和执行器节点构成，信号的传输是通过通信网络进行的。网络化控制系统改变了传统点对点控制系统的工作模式，具有低成本、易于安装维护、高灵活性和高可靠性等便利，并已应用到电力系统、汽车

6、工业、航天系统、交通系统、机械制造行业等多个领域。然而，网络传输本身所存在的延时、丢包、数据包乱序等问题无疑会对控制系统的性能产生影响，为系统的分析和控制带来新的挑战。本文针对网络诱导因素对系统产生的影响，对具有网络诱导延时、丢包和数据包乱序的传输受限的网络化控制系统的稳定性分析及相关控制方法进行研究,降低保守性。主要开展了以下几个方面的研究工作：1.线性网络化控制系统的稳定性分析与镇定利用输入延时方法对一类具有网络诱导延时、丢包和数据包乱序的线性网络化控制系统建模，建立了线性连续区间时变延时系统模型。针对用于描述网络诱导延时、丢包及数据包

7、乱序的综合延时的特点，利用时滞分割方法与Jensen不等式，获取保守性较小的稳定性判据及状态反馈控制器设计方法。在此基础上，讨论综合延时非均匀分布情况下的系统建模问题，建立随机系统模型，进一步给出均方稳定性判据及控制器设计方法。2.不确定网络化控制系统鲁棒保性能控制基于具有区间时变延时的网络化控制系统模型，研究一类范数有界不确定网络化控制系统的鲁棒保性能控制问题。通过引入时滞中点法，充分利用时滞上下界的信息，构造新的Lyapunov-Krasovskii泛函，进而利用Jensen不等式以及矩阵函数的凸性等方法获得保守性小的保性能稳定性准则，

8、并在此基础上给出保性能控制器的设计方法，通过数值实例证明该方法的有效性。3.外部扰动作用下，网络化控制系统的H控制针对外部扰动对系统-I-哈尔滨理工大学工学博士学位论文产生的影