具有时延和丢包的NCS鲁棒H∞控制-论文.pdf

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1、第29卷第3期控制与决疑2014年3月、，01．29No．3ControlandDecisionMat．2014文章编号：1001—0920(2014)03—0517—06DOI：10．13195~．kzyjc．2012．1638具有时延和丢包的NCS鲁棒控制刘于之a，李木国b，杜海b(大连理工大学a．电子信息与电气工程学部，b．海岸与近海工程国家重点实验室，辽宁大连116023)摘要：针对一类含有不确定参数的网络控制系统(NCS)，研究网络中存在时延与丢包情况下的鲁棒H。。控制问题．构造一个新的Lyapunov．Krasovskii

2、泛函，并基于改进的Wirtinger不等式推导出闭环NCS渐近稳定且满足H。o性能的充分条件，该条件能得到比已有文献保守性更小的结果．给出线性锥补算法以实现次优鲁棒Ho。控制器增益的求解．最后通过多个数值实例验证了所提出方法的有效性．关键词：网络控制系统；鲁棒日o。控制；Lyapunov—Krasovskii泛函；时延；数据包丢失中图分类号：TP273文献标志码：ARobustHcontrolofNCSwithdelayandpacketdropoutYu．zhia，．guobDUHaib，ra．FacultyofElectronic

3、InformationandElectricalEngineering，b．StateKeyLaboratoryofCoastalandOfshoreEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China．Correspondent：LIUYu-zhi，E—mail：liuyuzhi一1@163．comAbstract：TherobustHo。controlofaclassofuncertainnetworkedcontrolsystemswithnetwork—indu

4、ceddelayanddatapacketdropoutisstudied．AnewLyapunov—Krasovskiifunctionalisproposed，andsuficientconditionsforguaranteeingtherobuststabilityandH∞performanceoftheconsideredsystemarederivedbasedonanimprovedversionofWirtingerinequality．Thederivedconditionscanleadtolessconserv

5、ativeresultsthanexistingcorrespondingones．Aconecomplementarylinearisation(CCL)algorithmisgiventosolvethesuboptimalrobust日controllergain．NumericalexamplesaregiventOillustratetheefectivenessoftheproposedmethods．Keywords：networkedcontrolsystem：robustH∞control；Lyapunov-Kras

6、ovskiifunctional；timedelay：datapacketdropout0引言矩阵不等式(LMI)的求解．该方法简便易行，但增加目前，网络控制系统(NCS)已成为国内外自动控了控制器设计的保守性，目前针对此类方法的研究主制领域的一个热点研究课题，一般针对NCS的研究要集中在如何降低其保守性上．Lyapunov—Krasovskii可从离散时间模型和连续时间模型两个方向展开．文泛函的选取和对泛函求导过程中交叉项的处理方献【1—5】将NCS建模成离散系统，通过引入伯努利随法是产生保守性的两个主要来源．文献[7]对形如机过程

7、或马尔可夫链描述网络诱导时延和丢包．该I．I‘(O)Rgc(O)dOds的Lyapunov—Krasovskii泛函L—l，Ju5+方法由于考虑了网络时延和丢包的统计规律，町以求导，求导项扩大为啦T(t)RJc(t)-I。，．T(s)R~c(s)ds，一TJ获得较为精确的结果，但实际中需要通过大量实验一下，、有用项一I(s)R~(s)ds被忽略，从而增加了来获取网络特性统计规律，实现起来较为困难．文献保守性．文献【l0]充分利用文献[7】中被忽略的求导【6．13】将NCS建模为具有输入时滞的连续系统，利用项，构造了新的Lyapunov

8、．Krasovskii泛函，在求导过Lyapunov相关理论对系统进行稳定性分析和控制器程中对交叉项进行了更紧的界定，并利用Jensen不等设计．该方法将网络诱导时延和丢包的影响建模成控式获得了保守性更小的结果．虽然Je