具有短时延和丢包的网络控制系统鲁棒 H∞控制-论文.pdf

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1、第35卷第6期东北大学学报(自然科学版)Vo1．35，No．62014年6月JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)Jun．2014doi：10．3969／j．issn．1005—3026．2014．06．004具有短时延和丢包的网络控制系统鲁棒控制李玮，王青，董朝阳(1．北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191；2．北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：研究了一类具有网络诱导时延和数据包丢失的不确定网络控制系统的鲁棒日控制问题．通过增广系

2、统状态，将反馈通道和前向通道均存在短时延和丢包的网络控制系统建模为包含4个子系统的切换系统，基于增广系统模型提出新形式的静态输出反馈控制律．结合时窗丢包率概念与平均驻留时间方法，得到保证闭环网络控制系统鲁棒渐近稳定且满足鲁棒加权日性能指标的充分条件．基于线性矩阵不等式处理技巧与锥补线性化算法，给出双通道丢包依赖的变增益输出反馈鲁棒控制器设计步骤．设计实例验证了所提控制方法的有效性．关键词：网络控制系统；网络诱导时延；数据包丢失；切换系统；鲁棒日控制中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1005—3026(2014)06—07

3、74—06RobustHControlofNetworkedControlSystemswithShortDelaysandPacketDropoutsLIWei，WANGQing，DONGChao—yang(1．SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China；2．SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，

4、China．Correspondingauthor：LIWei，E—mail：liweil900@gmail．com)Abstract：TheHcontrolproblemwasaddressedforaclassofnetworkedcontrolsystems(NCSs)withnetwork-induceddelaysandpacketdropouts．Forthecasethatshortdelaysandpacketdropoutsexistedinboththebackwardandtheforwardchannels，

5、theNCSwasmodeledasaswitchedsystemwithfoursubsystemsviasystemstatesaugmentation．Anewtypeofstaticoutputfeedbackcontrollawwasproposedbasedontheaugmentedsystemmode1．Byusingthenotionoftime—windowpacketdropoutrateandtheaveragedwelltimemethod，suficientconditionswasobtainedfor

6、therobuststabilltyandtheweightedHperformanceoftheclosed—loopNCS．ToachievesynthesisoftheoutputfeedbackrobustHcontroller，forwhichthegainvariedaccordingtothemodeofpacketdropoutsofdualchannels，designproceduresweregivenbyapplyingthelinearmatrixinequalitytechniqueandtheconec

7、omplementaritylinearizationalgorithm．Theeffectivenessoftheproposedapproachwasvalidatedbyadesignexample．Keywords：networkedcontrolsystems(NCSs)；network—induceddelays；packetdropouts；switchedsystems；robustHcontro1网络控制系统(networkedcontrolsystems，由于NCS既包含由微分方程或差分方程描NCSs)以其布线简

8、单、结构灵活、易于扩展和维护述的被控对象动态，又包含具有跳变特性的时延、等优点，已在工业控制领域得到广泛应用．在具备丢包等网络动态，因此特别适合采用切换系统理诸多优点的同时，网络控制系统也存在网络诱导论研究NCS的建模、分析与控制问题