网络控制系统量化反馈控制器设计与仿真研究.pdf

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1、，S“分类号UDC密级单位代码!Q151网络控制系统量化反馈控制器设计与仿真研究李放文指导教师王兴成职称学位授予单位教授大连海事大学申请学位级别工学硕士学科(专业)控制理论与控制工程^论文完成日期t1．、'一2011年5月答辩日期2011年6月答辩委员会主席、魄，r-I吩，活il^fi：．{i言QuantizedControllerDesignandSimulationResearchofNetworkedControlSystemAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsfo

2、rthedegreeofMasterofEngineeringbyLiFangwen(ControlTheoryandControlEngineering)ThesisSupervisor：ProfessorWangXingchengMay20111，吖●ue㈨10tt_弧，，J大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文!圆终控剑丕统量丝厦堡控生』器遮让曼笾真婴究：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他

3、个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事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，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出

4、版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密口(请在以上方框内打“√’’)论文作者签名：导师签名：日期：山∥年7月多日I，000，呼中文摘要摘要网络控制系统(NetworkedControlSystems，NCS)是通信技术与控制理论发展与融合的产物。相比传统控制系统，网络控制系统以其更低廉的商业成本、更好的移动性和灵活性、良好的可拓展性以及组网和维护的便利性等优点，被越来越多地应用于复杂的工业控制领域。由于网络控制系统中的各控制节点大都是数字形式的处理器，因此，量化作用对网络控制系统的影响要比对传统控制系统的影响大得多，对网络

5、控制系统的量化控制理论的研究十分重要也十分必要。本文将同时考虑数据传输时延、数据丢包等非理想网络状况及量化作用对网络控制系统的影响，进行网络控制系统量化反馈控制器设计与仿真研究。本文的主要内容包括以下几个方面：(1)针对网络诱导时延、数据丢包和量化等网络控制基本问题，建立离散网络控制系统模型：研究了网络控制系统的量化状态反馈控制问题和量化Hoo控制问题，采用对数量化器进行量化，应用李亚普诺夫稳定性原理和线性矩阵不等式方法，给出了网络系统渐近稳定的充分条件和量化反馈控制器设计方法，所设计的量化反馈控制器使系统渐近稳定，并满足Hoo性能指标。(2)针对具有网络延迟、数据丢包等非理想网络环境影响的

6、离散网络系统模型，采用时变量化器，系统地研究了网络控制系统的量化状态反馈、量化H∞最优控制以及量化动态输出反馈控制问题，并与采用静态对数量化器的系统进行对比分析，应用李亚普诺夫稳定性原理和线性矩阵不等式方法，给出了网络系统渐近稳定的充分条件和量化反馈控制器设计方法，仿真结果表明了算法的有效性。(3)针对具有网络延迟、丢包等非理想网络环境影响的连续网络系统模型，采用对数量化器，研究了基于观测器的量化输出反馈控制问题。应用李亚普诺夫稳定性原理和线性矩阵不等式方法，给出了网络系统渐近稳定的充分条件和量化反馈控制器设计方法，数值仿真验证了该方法的有效性和可行性。关键词：网络控制系统；对数量化器；时变

7、量化器；李亚普诺夫；线性矩阵不等式‘●产英文摘要ABSTRACTNetworkedControlSystem(NCS)isthederivedfromthecombinationofcommunicationtechnologyandcontroltheory．NCSischeaper,moreflexible，morescalable，andmoreconvenienttoestablishandmaint