通信受限网络控制系统非均匀采样控制

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1、浙江工业大学硕士学位论文通信受限网络控制系统非均匀采样控制作者姓名：胡豪立指导教师：俞立教授邵奇可副教授浙江工业大学信息工程学院2013年5月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterNon—uniformlySampled-dataControlforNetworkedControlSystemswithCommunicationConstraintsCandidate：HUHaoliAdvisor：ProfessorYhLiAssociateprof．Sha

2、oQikeCollegeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyMay．2013咖3㈣3哪6iii¨¨i●■-岫哪mm¨●1㈣4㈣Z⋯ir浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名

3、：日期：≯l弦s月弓1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，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。，2、不保卸。(请在以上相应方框内打“、／”)作者签名：导师签名：日期：2叫；年r月；J日日期：2·侈年f月57日浙江工业大学硕士学位论文通信受限网络控制系统非均匀采样控制摘要网络控制系统是一种将地域上分

4、布的传感器、控制器以及执行器通过共享网络实现信息交互的闭环反馈控制系统，是基于网络的全分布式控制系统。这种新型的控制系统近年来受到了广泛的关注。与传统点对点控制系统相比具有布线少、成本低、易于扩展与维护、町实现信息资源共享以及远程操作等优点。因此，在许多领域得到了广泛应用。但是共享通信网络的介入，不可避免地给网络控制系统带来了诸如网络诱导时延、数据包丢失、网络通信受限、网络调度等很多崭新的问题。这些问题的存在使得网络控制系统的分析变得非常复杂。本文主要针对一类存在通信受限的多输入多输出网络控制系统，分析了在有限的通信信道下，系统的建模、网络资源的调度以及控制器设计

5、等问题。主要内容安排如下：首先，针对任一时刻只允许部分传感器和控制器访问网络的约束条件，引入了采样序列和更新序列来描述系统的调度策略。利用提升技术建立了网络控制系统的增广状态空间模型。基于此模型分析了系统的能控性、能观性以及输出反馈控制器的设计方法。通过仿真实例验证了结论的可行性。其次，进一步建立了集成控制与调度策略的通信受限网络控制系统模型。给出了此类系统可调度条件以及闭环系统渐近稳定性条件，同时基于线性矩阵不等式(LMIs)方法给出了输出反馈控制器的设计方法。通过仿真分析了网络控制系统性能不仅与控制器设计相关，也和调度策略有关。最后，针对具有噪声影响的通信受限

6、网络控制系统，建立了一种新的集成控制与调度策略的系统模型。根据卡尔曼滤波器思想设计了基于输出值的最优状态估计器。基于最优估计状态、并利用线性矩阵不等式给出了最优保性能控制器的设计方法，通过仿真数例对算法的可行性进行了验证。关键词：网络控制系统，通信受限，提升技术，线性矩阵不等式，卡尔曼滤波，LQG最优控制i浙江工业大学硕士学位论文NoN．UNIFoRMLYSAMPLED．DATACONTROLFoRNETWORKEDCONTRoLSYSTERMSWITHCOMMUNICATloNCoNSTRAlNTSABSTRACTANetworkedControlSystem(

7、NCS)isafeedbackcontrolsysteminwhichthesensorscontrollersandactuatorsareconnectedthroughasharereal-timenetwork．Itisalsoafullyspatiallydistributedsystembasedonthenetwork．Agreatdealofattentionhasbeenfocusedonthisclassofcontrolsystemsintherecentyears．Comparedwiththeconventionalpointtopoin

8、tcont