非均匀采样网络化控制系统的稳定性分析与控制器设计：积分二次约束方法.pdfVIP

摘要

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网络化控制系统通过实时网络连接传感器控制器执行器和被控对象构成闭环

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控制具有减少网络布线提高信息利用效率降低资源能耗的优点近年来已经被

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广泛地应用到生产生活的各个领域但由于网络带宽，通信协议和通信机制等的影响

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网络化控制系统中存在时变的采样间隔时变时延数据包丢失量化误差等问题

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严重影响系统的稳定性和鲁棒性能因此如何在网络诱导问题特别是时变传输时延

的影响下设计合适的控制方案保证系统的稳定性并增强系统的鲁棒性具有重要的研

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究意义针对这个课题本文主要处理时变网络诱导时延非均匀采样间隔和数据包

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丢失的影响并进一步考虑多速率采样控制方案在积分二次约束框架下给出计算复

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杂度更低允许更大采样间隔的网络化采样控制系统稳定性判别方法给出使得系统

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收敛更快的控制器设计算法降低资源消耗减少网络通信负担具体的研究内容如

下:

在离散时间积分二次约束框架下分别给出了时变小时延和时变大时延下的非均

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匀采样网络化控制系统的稳定性分析结果与控制器设计方案首先针对时延小于采

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样间隔的情况将系统进行直接地离散化处理基于此构建了反馈互联当时延大于

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采样间隔时给出模型近似离散化策略并得到了性能逼近的离散时间模型其次给

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出了更紧的能够反映采样时延和丢包的算子范数上界在积分二次约束框架下给出

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稳定性分析条件第三通过矩阵变换和建立迭代条件给出了优化迭代算法最后分

别通交错反激模块集成转换器的例子和旋转伺服直流电动机电枢电路及传动系统的

实例验证了稳定性分析和控制器的优越性.

在连续时间积分二次约束框架下给出了多传感器多速率采样网络化控制系统的

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指数稳定性和镇定性结果针对系统具有以不同采样速率工作的多个传感通道所带

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