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多速率网络控制系统的最优控制研究

作　者: 李志平
导　师: 朱其新
学　校: 华东交通大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 多速率网络控制系统状态反馈 δ算子动态规划
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 49次
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内容摘要

多速率网络控制系统（Multi-rate NCSs）是指通过网络形成闭环的反馈控制系统，其中传感器、控制器和执行器节点的采样速率不完全相同。多速率采样是网络化控制系统的自然选择，可以更充分发挥基于网络进行系统控制的优势。研究多速率网络控制系统的建模与最优控制问题，具有重要的理论意义和实际应用价值。文章首先提出了多速率网络控制系统这一新的概念。单速率网络控制系统就是传感器、控制器和执行器节点之间的采样周期是相同的，多速率网络控制系统就是传感器、控制器和执行器节点之间的采样周期是不相同的。然后针对离散线性时不变系统，基于线性矩阵不等式和Lyapunov函数，给出了确定性网络控制系统渐进稳定的必要条件，且设计了确定性网络控制系统的状态反馈控制器。之后针对执行器节点和控制器节点均为时间驱动的短时延多速率网络控制系统，将被控对象模型建成一个确定性切换系统，并给出了满足二次型性能指标的最优控制律。并且通过利用Matlab仿真求最优控制器，提出的线性二次型最优调节器的设计使系统具有良好的动态响应特性。最后针对具有随机长时延多速率网络控制系统，对长时延多速率网络控制系统进行了建模，并在δ域内应用动态规划的方法给出了一种最优控制的方法，设计了随机长时延多速率网络控制系统情形下的动态补偿方法。且通过Matlab仿真给出了系统的输出响应图，实例仿真证明，δ算子下的线性二次型最优调节器的设计使系统具有良好的动态响应特性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
主要符号说明  7-8
第一章绪论  8-23
  1.1 研究背景及意义  8-10
  1.2 多速率网络控制系统的结构及特点  10-11
    1.2.1 多速率网络控制系统的结构  10-11
    1.2.2 多速率网络控制系统的特点  11
  1.3 多速率网络控制系统中存在的问题  11-13
    1.3.1 网络诱导时延  12
    1.3.2 丢包  12
    1.3.3 时序错乱  12-13
    1.3.4 单包传输和多包传输  13
  1.4 多速率网络控制系统与最优控制的研究现状  13-21
    1.4.1 多速率网络控制系统的研究现状  13-19
    1.4.2 最优控制的研究现状  19-21
  1.5 本论文的主要工作和结构  21-23
    1.5.1 本论文的主要研究工作  21-22
    1.5.2 本论文的主要内容结构  22-23
第二章确定性网络控制系统的稳定性控制  23-28
  2.1 引言  23
  2.2 问题的描述  23-24
  2.3 确定性网络控制系统的稳定控制  24-27
  2.4 举例  27
  2.5 本章小结  27-28
第三章短时延多速率网络控制系统的最优控制  28-36
  3.1 引言  28-29
  3.2 问题的描述  29-30
  3.3 短时延多速率网络控制系统的建模  30-31
  3.4 最优控制律设计  31-34
  3.5 仿真与实例  34-35
  3.6 小结  35-36
第四章 δ算子下的长时延多速率网络控制系统的最优控制  36-48
  4.1 引言  36-37
  4.2 问题的描述  37-38
  4.3 长时延多速率网络控制系统的建模  38-40
    4.3.1 多速率网络控制系统的离散模型  38-39
    4.3.2 δ算子下的系统差分变换  39-40
  4.4 最优控制设计  40-45
    4.4.1 随机最优状态反馈控制  40-43
    4.4.2 最优输出反馈控制  43-45
  4.5 仿真与实例  45-47
  4.6 小结  47-48
第五章总结  48-50
  5.1 本文主要工作回顾  48
  5.2 本课题今后需要进一步研究的地方  48-50
参考文献  50-53
个人简历在读期间发表的学术论文  53-54
致谢  54

多速率网络控制系统的最优控制研究

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