网络控制系统若干问题的研究

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1、摘要网络控制系统若干问题的研究硕士研究生：尹焕龙导师：孙长银教授东南大学摘要网络控制系统是由网络互连的传感器、控制器和执行器组成的分布式控制系统。虽然网络控制系统具有巨大的潜在应用价值，但网络引入的诸多限制会导致系统失去稳定性。本文采用了基于Euler近似模型方法和模型预测控制方法来解决网络控制系统的镇定问题，主要研究工作包括：◆针对一些采样系统的被控对象精确离散时间模型很难获得并且系统状态测量的采样速率远低于控制输入的采样速率的情况，本文给出了基于被控对象近似离散时间模型的多速率采样控制策略，并证明了在近似离散时间模型满足

2、一定性质的情况下，闭环多速率采样系统是实用渐近稳定的。仿真结果表明该控制策略具有良好的控制性能。●针对网络控制系统中存在的网络诱导时延和数据丢包现象，本文采用基于Euler近似模型方法设计了补偿网络时延和数据丢包的控制方案，通过将控制律和补偿方案融合到网络通信协议中，实现一类非线性网络控制系统的镇定控制。该方法能有效减少各个节点对网络带宽的需求，缓解了网络通信压力。●针对网络控制系统存在事件触发特点，本文将采样系统的模型预测控制方法推广为基于事件的模型预测控制方法，并结合新提出的网络补偿算法，实现一类输入和状态受限的离散时间

3、系统的镇定控制。关键词：网络控制系统，网络诱导时延，数据丢包，近似离散时间模型，模型预测控制，补偿算法，半全局实用渐进稳定东南大学硕士学位论文RESEARCHoNSoMEPRoBLEMSoFNETWoRKEDCoNTRoLSYSTEMSMasterCandidate：YINHuan—longSupervisedby：Prof．SUNChang-yinSoutheastUniversityAbstractNetworkedcontrolsystems(NCSs)aredistributedcontrolsystemsinwhi

4、chthecommunicationbetweensensors，controllersandactuatorsoccursthroughasharednetwork．AlthoughtheNCSshavegreatpotentialintheindustrialapplication．thenetworkvagariescanjeopardizethestabilityoftheclosed．100pcontrolsystems．Inthisdissertation，thestabilizationproblemsofth

5、eNCSsaresolvedontheEulerapproximatemodelandmodelpredictivecontrol(MPC)method．ThemainresearchworkiSasfollows：●Amultiratecontrolschemebasedonapproximatediscrete-timedesignmethodisproposedtostabilizethesampled．datanonlinearsystemsunderthelowmeasurementsamplingratecons

6、traint．Itisprovedthatthestabilityoftheclosed—loopsystemwiththemultiratecontrollercanbeguaranteedinthesemiglobalpracticalsense．Thesimulmionresultshaveconfirmedtheefficiencyoftheproposedscheme．●Acontrolschemethatcompensatesthenetwork-induceddelayandpacketdropoutisdes

7、ignedontheEulerapproximatemodel，whichcanstabilizeaclassofnonlinearNCSsinthesenseofsemiglobalpracticalasymptoticalstability．Thisschemecaneffectivelyreducethedemandforthenetworkbandwidthbetweenthenodes，andalleviatethepressureonthenetwork．●Anevent．basedmodelpredictive

8、controlapproachfornonlineardiscrete-timeplantsunderstateandinputconstraintsispresented．Thismethodcandealwiththeevent-triggeredsensorsandactuators