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一类非线性网络控制系统的镇定及跟踪控制

作　者: 郑利红
导　师: 贾新春
学　校: 山西大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型非线性网络控制系统镇定跟踪控制平均驻留时间方法切换系统 H_∞指标输出反馈
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 29次
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内容摘要

随着Internet技术的持续发展,控制系统与网络通信系统的集成已成为一个研究热点,为此提出了网络化控制系统的概念,它是利用专用或通用的通信网络连接构成闭环的控制系统。在网络控制系统带来诸多优点的同时,也给控制科学带来了新的挑战,网络诱导时滞、丢包等因素的存在常常会影响网络控制系统的性能,甚至导致系统不稳定,使得网络控制系统的分析和综合更为复杂。另一方面,非线性在许多实际系统中是不可避免的。因此,基于非线性被控对象的网络控制系统的研究具有重要的理论价值和明显的应用意义。本文的主要研究工作如下:在第一章中,介绍了网络控制系统中的一些基本问题:网络诱导时延、数据包的丢失及时序错乱、单包传输与多包传输和节点的驱动方式。同时简要地回顾了与本文相关的网络控制系统的研究现状。在第二章中,考虑了一类非线性网络控制系统的镇定问题。非线性被控对象被表示为是一个Takagi-Sugeno模糊模型。在一般的网络环境中,通过平行分布补偿技术和时滞输入方法,将非线性网络控制系统建模为包含一个稳定子系统和一个可能不稳定子系统的模糊时滞切换系统。利用分段Lyapunov泛函方法和平均驻留时间方法,得到了非线性网络控制系统指数稳定的充分条件,并以线性矩阵不等式的形式给出了模糊控制器的设计方法。最后通过一个数值例子说明了所给方法的有效性。在第三章中,研究了一类非线性网络控制系统的H_∞跟踪问题.在网络诱导时滞和数据丢包都可能发生的网络中,建立了一个新颖的非线性网络控制系统的跟踪模型,使得T-S模糊模型所表示的非线性被控对象的状态在H_∞意义下跟踪一个稳定参考模型的状态。并提出了一个基于线性矩阵不等式的静态输出反馈控制器的设计过程,它能够保证非线性网络控制系统满足给定的H_∞跟踪性能。进而把所给的控制器设计方法被推广到非线性网络控制系统的输出跟踪情形。最后通过一个数值例子说明了所给方法的有效性。在第四章中,对本文的研究内容做了总结,并对后续工作进行了展望。

全文目录

中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
第一章绪论  9-16
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 NCSs存在的基本问题  10-12
    1.2.1 网络诱导时延  10
    1.2.2 数据包的丢失  10-11
    1.2.3 数据包的时序错乱  11
    1.2.4 单包和多包传输  11
    1.2.5 节点驱动方式  11-12
  1.3 国内外的研究现状  12-15
  1.4 研究工作及内容组织  15
  1.5 符号说明  15-16
第二章非线性NCS的镇定问题:切换方法  16-28
  2.1 问题提出和准备知识  16-18
  2.2 主要结论  18-26
    2.2.1 小时滞子系统的Lyapunov函数衰减估计  18-20
    2.2.2 大时滞子系统的Lyapunov函数增长估计  20-22
    2.2.3 非线性NCS的稳定性分析  22-24
    2.2.4 非线性NCS的控制器设计  24-26
  2.3 仿真示例  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章非线性NCS的跟踪控制:输出反馈  28-37
  2.1 模型建立与准备知识  28-30
  3.2 主要结论  30-34
    3.2.1 非线性NCS的状态跟踪  30-33
    3.2.2 非线性NCS的输出跟踪  33-34
  3.3 仿真示例  34-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章工作总结与研究展望  37-38
  4.1 工作总结  37
  4.2 研究展望  37-38
参考文献  38-42
研究成果  42-43
致谢  43-44
个人简况  44-45

一类非线性网络控制系统的镇定及跟踪控制

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