● 摘要
随着电子技术和计算机技术的飞速发展,网络化控制系统得到了工业及学术界的高度关注。网络化控制系统是由多个子系统在地理上分散分布而组成的一个系统,各个子系统之间通过实时网络来传递控制和反馈信号。相对于网络化控制系统中传统的时间驱动的缺点,事件驱动在保证网络化控制系统性能中表现出了其独特的优势。事件驱动控制系统中的系统采样是由特定的事件触发的,即只有当事件被触发时系统才会对连续被控对象状态进行采样并传输,从而用以更新控制律。如何利用有限的信息及资源,并且在保证系统稳定的同时使得采样次数尽可能少,成了事件驱动目前研究的重要方向。本文利用Lyapunov 以及线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality, LMI)等方法研究网络化控制系统(Networked Control Systems, NCSs)的集中式和分布式事件驱动协议。同时考虑在保证系统稳定的情况下事件驱动条件所允许的最大延时。主要内容如下:针对一类非线性连续时间的分布式NCSs, 将其建模为一个含有传输时滞的非线性连续时间系统,利用Lyapunov 方法给出整个网络化控制系统的集中式触发条件。基于此条件,利用一种探索法给出了能自适应调整的分布式事件触发条件及系统逻辑触发规则。此外,在考虑存在网络传输延时,还给出了分布式系统在此分布式事件触发条件下保证系统渐近稳定所允许的最大传输时滞。针对一类线性离散时间的分布式NCSs,将其建模为一个含有传输时滞的线性离散时间系统,通过Lyapunov 方法和LMI 方法,给出整个网络化控制系统的集中式触发条件及控制器设计方案。针对这类集中式触发条件,在考虑延时和不考虑延时两种情况下,给出具有自适应调整能力的分布式事件触发条件及系统逻辑触发规则,并分析给出在保证系统稳定性前提下分布式触发条件所允许的延时上界。针对一类线性离散时间的分布式NCSs,将其建模为一个基于模型的线性离散时间分布式网络化控制系统,结合Lyapunov 方法给出了具有参数不确定性模型下的集中式触发条件的具体形式。针对一类线性离散时间的分布式NCSs,考虑具有参数不确定性和外部干扰的情况下,利用LMI 方法给出了系统鲁棒H∞控制器设计方案。此外,还具体给出了保证系统鲁棒稳定性的集中式事件触发条件。
相关内容
相关标签