何勇[1]2004年在《基于自由权矩阵的时滞相关鲁棒稳定与镇定》文中指出时滞现象常常出现在各种工程、生物和经济等系统中,其研究在过去数十年来得到了许多学者的广泛关注。时滞常常是导致系统不稳定的的一个重要原因。时滞系统的稳定条件可分为两大类:时滞相关条件和时滞无关条件。时滞相关条件由于考虑了时滞信息,因此比时滞无关条件具有更低的保守性。目前,时滞相关研究的主要方法是确定模型变换,即利用一个积分项来表示时滞项的方法。这种确定模型变换的方法中主要使用四种基本的模型变换,其中的广义模型变换结合Park和Moon等的不等式是目前最有效的方法,但还存在一定的局限性:在Lyapunov泛函的导数中,时滞项x(t-h)在某些地方被x(t)-integral from t-h to t (?)(s)ds替换,而在其它一些地方则被保留下来,使得表示牛顿—莱布尼茨公式中各项相互关系的权矩阵是固定的。 论文首先指出了目前时滞相关研究的主要方法所存在的局限性,特别对其中的确定模型变换方法进行了详细分析。针对这种局限性,提出一种自由权矩阵方法,利用自由权矩阵来表示牛顿—莱布尼茨公式中各项的相互关系,并可通过线性矩阵不等式(LMI)求解,可以克服利用固定权矩阵带来的保守性。 对于具有时变时滞的线性系统,利用自由权矩阵表示牛顿—莱布尼茨公式中各项的关系,获得了系统时滞相关的稳定条件,并推广到对时滞微分没有限制的时滞相关/时滞变化率无关的稳定条件。在Lyapunov泛函的导数中,通过对(?)(t)这一项采用保留或用系统方程替换的两种不同处理方式,获得了这类准则的两种形式,并证明了它们的等价性。在此基础上,将所获得的准则推广到具有时变结构不确定性的系统。同时,由于保留(?)(t)的这种处理方式自然地分离了Lyapunov矩阵和系统矩阵,能够很方便地将标称系统的结论推广到基于参数依赖Lyapunov泛函的具有多项式型不确定性的时变时滞系统。 在利用自由权矩阵方法进行时变时滞系统时滞相关稳定分析所得结论的基础上,采用基于LMI的非线性最小化问题的迭代方法和参数调整方法,获得了具有时变时滞的线性系统时滞相关镇定的控制器设计方法,并对时滞微分没有限制的时滞相关/时滞变化率无关镇定问题,得到了基于LMI的控制器设计方法。 对于具有定常时滞的双时滞系统,利用自由权矩阵表示两个时滞的关系,得到了时滞相关稳定准则。说明了当两个时滞相等时,所获得的
李波[2]2008年在《基于T-S模型的时滞不确定系统的鲁棒控制》文中认为非线性时滞系统的稳定性分析和控制是当今控制科学领域的一个前沿课题和研究热点。本论文基于T-S模糊模型,应用Lyapunov稳定性理论和LMI方法,对不确定非线性时滞系统的模糊鲁棒控制进行了研究,论文的主要研究工作主要包括以下叁个方面:(1)研究了一类T-S模糊不确定时滞系统的时滞相关稳定性问题。首先,在Lyapunov-Krasovskii泛函导数中引入自由权矩阵,采用Lyapunov稳定性定理,获得模糊自治系统时滞相关稳定性判据。然后,在稳定性分析基础上,得到新的模糊控制器存在的充分条件及基于LMI的设计方法。由于在证明过程中没有利用Park或Moon不等式进行不等式放大,因此新方法具有更低的保守性。此外,结果不但适用于时滞变化率小于1的情形,而且适用于大于等于1的情形,因此适用范围更广。(2)基于自由权矩阵研究了一类T-S模糊不确定时滞系统的时滞相关H。控制问题。首先,基于自由权矩阵及Lyapunov稳定性方法,提出了新的时滞相关鲁棒稳定性判据。该判据与现有判据相比,具有更低的保守性。在此基础上,给出了新的用非线性矩阵不等式表示的状态反馈H_∞模糊控制器存在的充分条件,采用参数设定方法并利用Schur补引理,把非线性矩阵不等式条件转换成线性矩阵不等式条件。(3)研究了一类T-S模糊不确定时滞系统的鲁棒非脆弱控制问题。对于模糊控制器增益具有加性摄动、乘性摄动两种情况,基于自由权矩阵和Lyapunov稳定性理论,分别给出了系统的模糊非脆弱控制控制器存在的充分条件及基于LMI的设计方法。
李伯忍[3]2009年在《时滞系统鲁棒稳定性分析及镇定研究》文中指出本文主要采用理论分析和数值仿真相结合的办法,运算工具为MATLAB中的LMIToolbox。采用Lyapunov稳定性理论,以线性矩阵不等式(LMI)作为研究工具,探讨了线性区间时变时滞系统,线性多时变时滞系统,具有非线性扰动的多时变时滞系统的稳定性,以及具有输入时滞和状态时滞线性系统的鲁棒镇定设计这四个问题。本文包含以下八章内容:第一章首先简单介绍了时滞系统的研究背景,然后对时滞系统的稳定性分析方法作了回顾,以及区间时滞系统的研究意义,最后对本文的主要工作和所用到的符号做了必要的说明。第二章介绍了时滞系统鲁棒控制所需的基础知识和基本概念,如Lyapunov稳定性概念及基本定理、时滞系统稳定性基本概念及相关结论,及后面章节要用到的一些引理,这些预备知识是后续章节的基础。第叁章研究了区间时变时滞系统的稳定性问题,基于时变时滞在时滞区间的特点,分两种情形构造Lyapunov-Krasovskii泛函,获得了时滞相关的稳定性条件,并推广了对时滞微分没有限制的时滞相关-时滞变化率无关的稳定性条件。在Lyapunov-Krasovskii泛函的导数中,通过对x(t)这一项采用保留或用系统方程替换的两种不同处理方式,得到了两个不同形式的稳定性条件。在此基础上,将所获得的准则推广到结构不确定性系统和多胞不确定性系统。第四章继续研究了区间时变时滞系统的稳定性问题,与第叁章主要区别在于,这里将借助时滞区间的特点,通过等分区间[-τ_1,0]和[-τ_2,-τ_1]来构造新的Lyapunov-Krasovskii泛函。并且通过对x(t)这一项采用保留或用系统方程替换的两种不同处理方式,得到了两个不同形式的稳定性条件。数值算例可以看出,第叁章和第四章的稳定性条件各有优劣。第五章研究了线性多时变时滞系统的稳定性问题,主要的特点是利用积分等式来处理Lyapunov-Krasovskii泛函导数中的交叉项,这一方法有别于着名的自由权矩阵方法,较好的解决了线性多时变时滞系统的稳定性问题。但通过与自由权矩阵方法得到的一些稳定性条件比较发现,单时滞时,积分等式方法和自由权矩阵方法本质上是等价的。本章也通过对x(t)这一项采用保留或用系统方程替换这两种不同的处理方式,得到了两个不同的稳定性条件,同样地,将所获得的准则推广到结构不确定性系统和多胞不确定性系统。第六章继续研究了线性多时变时滞系统的稳定性问题。与第五章的区别在于,本章通过改进自由权矩阵,基于此而对Lyapunov-Krasovskii泛函作了改进,这样Lyapunov-Krasovskii泛函导数中的交叉项不需要被放大,而是保持不变。数值算例说明,本章的稳定性条件的保守性较第五章的稳定性条件有显着的减少。第七章研究了具有非线性扰动的线性多时变时滞系统的稳定性问题,结合第六章多时变时滞系统的稳定性结论,利用第二章的积分等式方法,和Newton-Leibniz公式,得到了具有时滞相关稳定性条件,并推广得到了时滞相关-时滞变化率无关的条件,数值算例可以说明,本章的稳定性条件的保守性较已有的一些文献的稳定性条件的保守性更低。第八章研究了具有输入时滞与状态时滞线性系统的鲁棒镇定设计问题,主要特点是结合了第五章多时变时滞系统的稳定性结论,通过利用不等式中的自由权矩阵给出了一种线性化方法,较好的解决了这一系统的鲁棒镇定设计问题。
李太芳[4]2014年在《一类切换线性中立系统的鲁棒控制》文中研究说明切换系统作为一类典型的混杂系统,具有重要的理论研究价值和广泛的工程应用背景。切换中立系统是一类具有广泛代表性的切换系统,其子系统由一族连续(或离散)时间的中立系统所构成,通常用一组微分(或差分)方程来描述。中立系统的状态变化率不仅与系统过去状态有关,而且与系统过去状态的变化率有关,因此,中立系统是一类结构与特性较一般非中立时滞系统更为复杂的时滞系统。在工程系统中,时滞现象是普遍存在的,因此,切换时滞系统在控制工程领域具有重要的理论与现实研究意义。近十几年来,切换时滞系统鲁棒控制的研究非常活跃。切换中立系统作为一类结构与特性更为复杂的切换时滞系统,目前,正受到人们越来越多的关注。但由于切换的混杂特性,加上中立系统本身的复杂性,使得对切换中立系统的研究难度加大,进展缓慢。本文主要针对一类切换线性中立系统,研究了该类系统在不同切换策略下的鲁棒控制问题,全文主要工作包括如下几个方面：(1)对于一类具有离散变时滞的切换中立系统,使用凸组合技术,利用状态空间分割的方法,设计了一类状态依赖的滞后型切换律。所设计的切换律不仅依赖于系统当前状态,而且依赖于系统滞后状态信息。同时,在所设计的切换律作用下,利用单Lyapunov-Krasovskii泛函方法,引入自由权矩阵,获得了系统时滞相关的稳定性判别准则。(2)针对一类具有离散变时滞的切换中立系统,分别利用多Lyapunov-Krasovskii泛函方法及改进的多Lyapunov-Krasovskii泛函方法,结合状态空间分割的方法,设计了一类状态依赖的滞后型切换律,并通过引入自由权矩阵,给出了系统时滞相关的稳定性判别准则。(3)对于一类常时滞切换线性中立系统,在系统状态不可直接获得的情况下,对每个单独的子系统分别设计状态观测器,进而利用观测器的状态信息,给出了切换律及反馈控制器的双重设计来镇定系统。这里所设计的切换律充分地考虑到时滞状态信息。在所设计的切换律及反馈控制器作用下,利用多Lyapunov-Krasovskii泛函方法对闭环系统的稳定性进行了分析,以线性矩阵不等式的形式给出了系统时滞相关的稳定性判别准则。最后,将所得结果推广到一类具有时变结构不确定性的切换线性中立系统。(4)在慢切换意义下,利用平均驻留时间切换方法,研究了一类具有混合时变时滞的切换线性中立系统的稳定性与L2增益分析。混合变时滞包括离散时变时滞及中立时变时滞且二者不同。利用分段Lyapunov-Krasovskii泛函方法及自由权矩阵法,我们获得了离散时滞上界相关、离散时滞导数上界相关、中立时滞上界相关及中立时滞导数上界相关的稳定性判别准则。(5)研究了在采样反馈控制下的一类切换线性中立系统的镇定问题。在慢切换意义下,结合驻留时间与平均驻留时间方法,设计反馈控制器。由于切换与采样器采样时刻的不同步性,导致受控的切换中立系统在相邻的切换时刻与采样时刻之间,被激活的子系统与其匹配的控制器发生错位。若错位时间持续过长,则会破坏整个系统的稳定性。本章主要讨论了该如何确立采样周期与切换驻留时间二者之间的内在关联以确保受控系统稳定的问题。最后是全文所做工作的总结以及对未来研究工作的展望。
赵虹[5]2011年在《基于自由权矩阵的网络控制系统分析与设计》文中提出随着计算机技术、网络技术和通信技术的快速发展,网络控制系统在许多控制领域都得到越来越广泛的应用。在网络控制系统中,传感器、执行器和控制器之间通过通信网络相互连接,不可避免地会产生时滞。网络诱导时滞的存在会降低系统的控制性能,甚至会导致系统不稳定。而且网络诱导时滞往往是时变的,这使得网络控制系统的分析与设计更为复杂。如何求得网络控制系统的最大允许时滞上界(MADB)并设计有效的控制器,以确保在MADB的范围内系统的稳定性和控制性能,这是本文的研究目的。借助于Lyapunov稳定性理论和自由权矩阵方法,本文讨论网络控制系统的稳定性分析与镇定控制、保成本控制、鲁棒H∞控制以及鲁棒H∞滤波器的设计等问题。论文的主要研究成果如下：(1)提出网络控制系统的稳定性条件以及状态反馈镇定控制器设计方法。针对带有时变时滞的连续时间网络控制系统,利用Lyapunov-Krasovskii泛函和改进的自由权矩阵方法,通过保留Lyapunov-Krasovskii泛函导数中的所有项,获得网络控制系统的稳定性条件,并推广到带有时变结构不确定性的网络控制系统,在此基础上提出状态反馈镇定控制器的设计方法,并采用基于线性矩阵不等式(LMI)的改进锥补偿算法(ICCL)求解非线性矩阵不等式(NLMI),获得保证网络控制系统稳定的MADB以及控制器的参数。同时,利用类似的方法获得离散时间网络控制系统的稳定性条件以及镇定控制器设计方法。数值实例表明所提方法的有效性和相比已有方法较低的保守性。(2)提出网络控制系统的保成本控制器设计方法。根据网络控制系统的性能要求,利用Lyapunov-Krasovskii泛函和改进的自由权矩阵方法,研究连续时间网络控制系统保成本控制器的设计方法。通过ICCL算法求解控制器的参数,得到满足给定性能要求的保成本控制器。同时提出离散时间保成本控制器设计方法。数值实例表明所提方法的有效性和相比已有方法更小的保成本性能指标。(3)提出网络控制系统的鲁棒H∞控制器设计方法。针对一类连续时间网络控制系统,利用Lyapunov-Krasovskii泛函和改进的自由权矩阵方法,建立网络控制系统的H∞性能准则,在此基础上提出H∞状态反馈控制器的设计方法,并推广到鲁棒H∞控制器的设计。同时采用类似方法得到离散时间网络控制系统的H∞控制器的设计方法。数值实例表明该方法是有效的并具有较好的H∞性能。(4)提出基于网络的鲁棒H∞滤波器设计方法。针对连续时间网络控制系统,利用Lyapunov-Krasovskii泛函和改进的自由权矩阵方法,通过保留Lyapunov-Krasovskii泛函导数中的所有项,并对系统中不同部分的不确定性进行分别处理,建立基于网络的滤波器误差系统鲁棒H∞性能分析准则,在此基础上得到基于LMI的鲁棒H∞滤波器设计方法。采用类似的方法,获得基于网络的离散H∞滤波器设计方法。数值实例表明该方法的有效性以及相比已有方法的较小保守性。
李亚军[6]2011年在《不确定It(?)随机系统的鲁棒稳定性、镇定及其应用》文中指出本文基于Lyapunov-Krasovskii泛函方法、利用随机Lyapunov稳定性理论、Ito?公式、线性矩阵不等式(LMIs)和自由权矩阵等重要理论和方法,系统地研究了不确定Ito?型随机系统的鲁棒均方指数稳定性、几乎必然指数稳定性、鲁棒反馈镇定、随机变时滞神经网络的稳定性以及模糊随机神经网络的鲁棒稳定性等.本文主要研究工作和成果有以下几个方面:1.绪论部分简要概述了随机系统研究的相关背景,随机系统稳定性分析、控制和应用研究进展,给出了随机系统的一些预备知识、引理以及稳定性概念.2.研究了不确定变时滞随机系统的鲁棒均方指数稳定性问题.针对一类不确定变时滞随机系统,考虑了该随机系统时滞的变化范围和分布概率的情况,首先通过一种新的模型转换方法,把变时滞的分布概率信息转化到新的系统参数矩阵中.在新建的模型中,参数不确定是范数有界,随机干扰满足布朗运动,用一个满足伯努利分布二进制随机变量来表示变时滞的特点.借助于适当的Lyapunov-Krasovskii泛函、随机稳定性理论以及一些新的分析技巧,分别研究了具线性干扰和非线性干扰时滞依赖随机系统的鲁棒稳定性问题,给出并证明了该系统在所有容许不确定下鲁棒指数稳定的充分条件,所有结果以线性矩阵不等式的形式给出,能够用标准的数值包求解.结果重要特征是稳定性条件依赖变时滞的分布概率和变时滞导数的上界,而且变时滞导数上界可以比1大,克服了以往变时滞导数上界必须小于1的限制,算例表明所得结果的有效性和低保守性.3.对具有脉冲干扰的不确定随机系统的均方指数稳定性进行了研究,通过构造一个简单Lyapunov函数,应用Ito?公式和一些不等式技巧,给出并证明了基于线性矩阵不等式方法均方稳定的充分条件.其次,基于同样方法,研究了一类中立型变时滞随机系统的均方指数稳定和几乎必然指数稳定性,数值算例表明了所给稳定性标准的正确性.4.考虑了一类具有非线性干扰和变时滞不确定随机系统的鲁棒非脆弱控制器设计问题,借助于Lyapunov-Krasovskii泛函、随机Lyapunov稳定性理论以及Ito?公式,设计并求出了非脆弱反馈控制器,给出并证明了使得闭环系统鲁棒稳定的充分条件,所有结果以线性矩阵不等式形式给出,数值算例和仿真都表明所设计控制器的有效性.5.研究了不确定变时滞非线性随机干扰神经网络指数稳定性,把随机Lyapunov稳定性理论应用到神经网络中去,考虑了具变时滞随机神经网络指数稳定性,利用广义系统变换和自由权矩阵方法,得到了系统鲁棒稳定性的充分条件,算例表明本方法的有效性和低保守性.6.研究了具有脉冲和混合时滞以及马尔可夫跳变的随机神经网络的鲁棒均方指数稳定性.通过构造Lyapunov-Krasovsii泛函,利用随机Lyapunov稳定性理论,得到了该系统时滞相关的均方指数稳定性的充分条件,以线性矩阵不等式的形式给出了系统鲁棒指数稳定性的充分条件,数值例子表明无论脉冲是否发生在马尔可夫跳时刻,给出的稳定性标准都是有效的.7.研究了不确定变时滞随机模糊神经网络系统的鲁棒指数稳定性.基于不确定T-S动态模糊系统的模型,建立了一类不确定随机模糊神经网络系统,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,把随机稳定性理论和模糊控制理论以及鲁棒理论结合起来,得到了基于线性矩阵不等式和积分不等式技巧的新的时滞相关稳定性充分条件.例子和仿真表明所获得的结果的有效性和低保守性.最后总结全文并提出了进一步研究的方向.
张子泳[7]2014年在《计及风电接入的大规模电力系统广域阻尼控制研究》文中研究说明随着我国大规模新能源的集中开发利用和特高压电网互联走廊建设的快速推进,互联电力系统规模和动态特性的复杂度变得越来越大,大电网中的各类不确定因素对互联电力系统同步稳定运行的影响不断增大,仅仅依靠基于本地信号的局域控制器越来越难以抑制互联电力系统中的区间低频振荡现象。广域测量系统的发展为互联电力系统动态稳定分析和网源协调阻尼控制技术研究提供了有力的物质保障,但是由于大型互联电力系统分布广泛,广域信号在传输信道中不可避免地存在延时情况,因此采用广域信号进行附加阻尼控制的同时,有必要考虑到广域信号时变时滞效应的影响。本文以广域电力系统时滞相关稳定性分析为基础,探索新思想、新理论和新方法,重点研究广域阻尼控制措施对于改善互联电力系统动态特性的作用和网源协调控制技术,论文的内容主要有以下几个部分：第一部分基于大规模互联电力系统广域阻尼控制架构,提出了一种计及广域信号时变时滞特性的时滞电力系统模型,这一模型是后续章节进行时滞相关稳定分析与阻尼控制的模型基础；提出了一种基于LMI技术的电力系统模型降阶方法,该方法加强了降阶模型在低频率范围内与全阶模型的一致性,相比传统方法具有更好的逼近性能,这一降阶方法是后续章节进行阻尼控制器设计的模型降阶基础。第二部分基于综合方法提出了一种电力系统最大时滞稳定上界计算方法,该方法克服了传统方法中存在大量决策变量和计算效率偏低的问题,在不增加稳定准则保守性的基础上,运用Jensen积分不等式推导出了一种决策变量更少且计算效率更高的稳定准则；同时根据最大时滞稳定上界与系统不稳定极点之间的关系,提出了确定时滞初始值的方法,进一步降低迭代次数和计算量,仿真算例表明所提方法具备良好的适用性和实际运用潜力。第叁部分分析了风电占比逐渐增大对于互联电力系统阻尼特性的影响,在此基础上分别提出了基于无功补偿型设备的风电场侧广域控制策略和基于附加励磁控制的电网侧相关同步机组广域控制策略,进而综合得出含风电的电力系统广域时滞鲁棒协调控制思想。结合自由权矩阵方法和状态观测理论获得了一种新的广域时滞阻尼控制器设计方法,该方法在设计广域控制器的同时,还能够通过迭代算法方便获得广域电力系统最大时滞稳定上界。第四部分建立了一种计及反馈信号时变时滞特性和外部随机扰动影响的时滞电力系统模型,提出了闭环时滞电力系统鲁棒性能指标和时滞相关鲁棒稳定准则,利用二分搜索技术能够方便计算得到最小鲁棒性能指标；结合改进锥形互补算法和二分搜索技术给出了满足最小鲁棒性能指标要求的时滞相关鲁棒阻尼控制器设计方法,仿真算例表明,所提方法既能提高闭环时滞电力系统的动态稳定性,又能充分保证闭环系统对于外部随机扰动的最佳抑制能力。
林丹凤[8]2011年在《时滞不确定随机系统的时滞相关稳定与镇定判据》文中提出将自由权矩阵思想推广到一类时滞不确定随机系统中,研究了其时滞相关稳定与镇定问题.通过构造新的Lyapunov函数,引入适当的自由权矩阵,推导出系统渐近稳定的时滞相关的充分条件,并构造了保证系统渐近稳定的时滞相关状态反馈控制器.所得结果完全基于线性矩阵不等式的形式给出,不需要对原系统模型进行变换.仿真算例验证了方法的可行性.
方姝[9]2013年在《时滞系统稳定性研究方法的比较与改进》文中进行了进一步梳理时滞现象广泛地存在于各个领域当中,其存在经常会导致系统的不稳定和不确定.随着科学技术和生产力的发展,研究时滞系统的稳定性,在自动控制、工程等领域,受到了广泛的关注,国内外学者们提出了各种各样的研究方法,例女模型变换法,自由权矩阵法,时滞区间分割法等.本文以时滞系统为研究对象,针对几种不同类型的时滞系统,对于研究此类系统稳定性的一些常用方法做一归纳总结,并结合实例进行演示.其主要内容包含以下几个方面：(1)广义系统模型变换法近些年来受到了广泛的关注,本文从几种具体的时滞系统出发,例如线性常时滞系统,线性变时滞系统,以及中立型时滞系统等,对于近些年来在这个领域的研究结果做了归纳和总结.(2)基于牛顿-莱布尼兹公式基础之上的模型变换等方法,在保守性上仍存在一定的局限性,近些年来,一种新兴的方法-自由权矩阵法得到了广泛的研究,这种方法能够得到更小的保守性.本文将从单时滞系统、多时滞系统和中立型时滞系统叁个领域归纳总结了自由权矩阵法的一些方法和结论,并给予了相应的实例演示.(3)时滞区间分割法是另外一种能够得到较少保守性的方法,其能有效地回避二次Lyapunov泛函的存在性的检验,但由于其计算量很大,因而没胡得到很广泛的研究和运用,本文对于此方法也地做了一些简单的归纳总结,并利用这种方法进行了时变对滞系统稳定方面的改进和推广,将时滞区间分割法优势应用到了时变时滞系统中,改变了其常适用于定常时滞系统的局限性.
孙坚栋[10]2012年在《网络控制系统的稳定性分析和镇定策略》文中研究表明网络控制系统(NCSs)是指通过网络形成闭环的反馈控制系统。与基于点对点结构的传统控制系统相比,NCSs具有减少电缆使用、便于安装、调试、维护和管理等诸多优点,特别是互联网的普及,随着各种移动通讯设备接入互联网,操作人员可在现场之外,不受时间和空间限制,通过NCSs实现各种远程控制功能。但是由于NCSs采用分时复用的数据传输机制,同时也带来了一些新问题,如时延、丢包、时钟同步和数据包乱序等。这些问题导致传统控制理论应用的前提——“同步控制、无时延采样和执行”无法满足。为了科学地分析和综合NCSs,必须完善和发展现有控制理论。本文针对具有时变、有界时延和丢包的网络控制系统,研究了它的稳定性分析、控制器设计和鲁棒控制等方面的内容。为了掌握时延和丢包的典型特征,分析了数据在相邻节点间传输时网络时延的组成、产生原因以及影响因素等方面内容,进而讨论了闭环回路时延和丢包的组成。给出了最大时延上界(MDB)和最大允许时延上界(MADB)这两个基本概念的明确定义,其中后者是用于评价时滞系统保守性的重要标准。运用线性离散系统理论,用实例分析了具有时延和丢包NCSs的动态性能,并利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,得到了阶跃响应曲线,通过计算和仿真结果的对比,定性地讨论了传输时延和丢包对控制性能的不同影响,提出了时延比丢包具有更大危害性的观点。假设传感器采用时钟驱动,控制器和执行器采用事件驱动,通过引入输入时延的概念,将具有随机、有界传输时延和丢包的NCSs建模为连续时间时滞系统模型,并利用Lyapunov-Krasovski i定理推导出具有LMI形式的NCSs渐近稳定判据和控制器设计算法。不同于已有文献中基于形如牛顿-莱布尼茨公式或系统状态方程的零等式的自由权矩阵方法,本文通过引入带约束的自由权矩阵来消除在计算李雅普诺夫范函导数时产生的积分项,增加了自由权矩阵个数,从而使计算结果的保守性得到明显改善。另外,本文还进一步纠正了在大多数同类文献中舍弃李亚普诺夫泛函导数的某个非正积分交叉项的做法,通过合理的上限约束技术,即利用带约束的自由权矩阵消除该交叉项,显着减小了系统保守性。建模误差和噪声干扰等因素导致模型不确定性在控制系统中广泛存在,因此有必要研究系统参数在一定范围内变化的网络控制系统的鲁棒控制问题。假设系统具有范数有界型不确定性,利用Lyapunov-Krasovski i定理得出具有随机、有界时延和丢包的NCSs状态反馈鲁棒渐近稳定判据和镇定算法。同时,由于大多数控制系统的状态无法全部测量,采用输出反馈控制器的NCSs更具有一般性,因此本文还研究了NCSs输出反馈鲁棒稳定和镇定问题。现有文献一般先得到状态反馈结论,并通过将输出方程代入状态反馈稳定判据,从而得到输出反馈结论,无法进一步得出具有LMI形式的保守性较小的镇定算法。本文采取了截然不同的做法,将输出向量表示为受到输出方程约束的独立变量,推导出具有LMI形式的控制器设计算法,可利用MATLAB软件的LMI工具箱进行求解。考虑到上述结果均以系统稳定性为设计目标,而很多控制系统除了要求稳定性之外,还需要达到一定的性能指标,因此本文针对具有参数不确定性和外部扰动的NCSs,提出了输出反馈H∞控制器的设计方法,使系统能够满足抑制一定扰动的要求。为了进一步减小系统保守性,假设传感器和执行器采用时钟驱动、控制器采用事件驱动,将具有随机、有界时延和丢包的NCSs建模为离散时间时滞系统模型。在构造李亚普诺夫泛函时,通过增加带时延下限参数的子项,推导出与输入时延上下限分别相关的渐近稳定条件和镇定算法,由于时延下限大于零时,会相应地缩小输入时延的变化范围,因此这里得到的结论可以在一定程度上改善保守性。另外,对于具有时延和丢包NCSs的分析和综合问题,现有文献都采取了将时延和丢包简单迭加后转变为输入时延的做法,没有区分两者对系统性能的不同影响,因而保守性比较大。本文通过分析丢包数的变化规律,得出连续丢包数具有递增的数学特性,然后根据该性质构造了全新的带最大丢包数参数的李亚普诺夫泛函子项,推导出与传输时延和连续丢包数分别相关的渐近稳定条件和镇定算法,通过实例仿真可知,系统保守性得到了明显改进。
参考文献：
[1]. 基于自由权矩阵的时滞相关鲁棒稳定与镇定[D]. 何勇. 中南大学. 2004
[2]. 基于T-S模型的时滞不确定系统的鲁棒控制[D]. 李波. 辽宁科技大学. 2008
[3]. 时滞系统鲁棒稳定性分析及镇定研究[D]. 李伯忍. 华南理工大学. 2009
[4]. 一类切换线性中立系统的鲁棒控制[D]. 李太芳. 东北大学. 2014
[5]. 基于自由权矩阵的网络控制系统分析与设计[D]. 赵虹. 中南大学. 2011
[6]. 不确定It(?)随机系统的鲁棒稳定性、镇定及其应用[D]. 李亚军. 华南理工大学. 2011
[7]. 计及风电接入的大规模电力系统广域阻尼控制研究[D]. 张子泳. 武汉大学. 2014
[8]. 时滞不确定随机系统的时滞相关稳定与镇定判据[J]. 林丹凤. 鲁东大学学报(自然科学版). 2011
[9]. 时滞系统稳定性研究方法的比较与改进[D]. 方姝. 东北大学. 2013
[10]. 网络控制系统的稳定性分析和镇定策略[D]. 孙坚栋. 浙江大学. 2012
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