基于凸多面體模型的網絡控制系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著網絡通信技術、計算機技術的高速發(fā)展以及控制系統(tǒng)規(guī)模的日益擴大，網絡控制系統(tǒng)(networked control systems, NCS)應運而生。NCS既是一種優(yōu)勢強大、性能卓越、運行高效、維護方便的控制系統(tǒng)，同時也是涉及多門學科、跨越多個領域、凝聚多種技術、采用多種研究方法的復雜的全分布式控制系統(tǒng)，它可以應用于幾乎任何帶有控制器的分布設備需要進行數(shù)據(jù)交換的場合，體現(xiàn)了控制系統(tǒng)向網絡化、集成化、分布化及節(jié)點智能化的發(fā)展趨勢。但是，

2、由于NCS中網絡的介入，必然產生網絡誘導時延、數(shù)據(jù)包時序錯亂、數(shù)據(jù)包丟失等問題，這些問題的存在，不但會使控制系統(tǒng)的性能降低，嚴重時將導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，從而使得對NCS的分析和設計變得非常復雜。本文針對帶有不確定網絡時延的網絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行研究，提出用凸多面體模型來描述系統(tǒng)的不確定性，利用線性矩陣不等式(LMI)方法給出閉環(huán)系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定的條件，并設計滿足系統(tǒng)性能要求的輸出反饋控制器。
　　首先，文章介紹了網絡控制系統(tǒng)的基本概念和

3、網絡控制理論的發(fā)展概況、研究內容及現(xiàn)狀；其次，介紹了網絡控制系統(tǒng)的實時仿真工具TrueTime，分析網絡誘導時延的組成和特性，利用TrueTime仿真研究來說明網絡時延對系統(tǒng)性能的影響。針對不確定時延(有界)的網絡控制系統(tǒng)，建立基于凸多面體結構的離散系統(tǒng)模型，利用線性矩陣不等式保證凸多面體結構約束條件的成立，通過求解線性矩陣不等式組，給出動態(tài)輸出反饋控制器參數(shù)的設計方法，同時滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求。最后進行TrueTime仿真研究，驗證該