具有随机时滞与丢包的网络控制系统分析与设计研究.pdf

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,』僦具有随机时滞与丢包的网络控制系统分析与设计研究学位论文完成日期:指导教师签字:答辩委员会成员签字:.≯
导师签字:歹缈学位论文作者签名:高守碗学位论文作者签名:呱砑嗲┳秩掌冢荷╢『ⅲ怀峁渲蹦顾恐媚ü倚椭泵魇嚎关ㄖ或其他教育机构的学位或证书使本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,并同意以下事项:⒀S腥ūA舨⑾蚬矣泄夭棵呕蚧顾徒宦畚牡母从〖痛排蹋市论文被查阅和借阅。.⒀?梢越宦畚牡娜ú炕虿糠帜谌荼嗳胗泄厥菘饨屑焖鳎梢采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊馀贪电子杂志社’’用于出版和编入《中国知识资源总库》,授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ签字日期:力年鹿日签字日期:知年弓月二.‘.:∥,::。:
具有随机时滞与丢包的网络控制系统分析与设计研究摘要奈奎斯特稳定判据作为理论分析的主要依据,研究了具有随机时滞和数据包丢失础上,结合基于遗忘因子法的丢包补偿策略,提出了新的P汀;诟肗诒3忠皇淙胧荻0钩ゲ呗裕捎昧街址椒ㄑ芯苛送本哂兴网络控制系统哂谐杀镜汀⑾低彻收险锒虾臀し奖恪⒘榛钚郧康优点,因此被广泛应用于设备制造、工业自动化以及航空航天等领域。然而,网络的引入不可避免地带来了时滞、数据丢包、数据包时序错乱等问题,这使得姆治龊蜕杓品浅8丛印1疚闹饕?悸峭绲囊胨吹耐缬盏际敝和数据包丢失等问题,利用线性矩阵不等式⒗钛瞧张捣蛭榷ㄐ岳砺邸的哪P徒ⅰ⑽榷ㄐ苑治鲆约翱刂破魃杓莆侍狻Mü抡媸笛槎运玫的理论结果的可行性和有效性进行了验证。本文主要做了以下五方面研究工作:芯苛司哂锌刂瓢JУ腘的随机最优控制问题。针对控制信号丢包,提出了一种新的丢包补偿策略,即基于遗忘因子法的丢包补偿策略。当发生控制信号丢包时,执行器将利用缓存器中存储的历史控制信息,根据遗忘因子法,重构出丢失的控制信号。利用伯努利过程对随机丢包现象进行数学描述,在此基模型,借助于动态规划方法提出了婊钣趴刂坡伞机传感器量测数据丢包和控制信号丢包的蚨ㄎ侍狻枚0母怕首为隶属度,建立系统:P停婊低匙;7撬婊低常诖嘶∩希设计状态观测器抵消计算扰动,进一步得到可以使闭环系统稳定的条件。对随机P停诶钛瞧张捣蛭榷ㄐ岳砺郏玫娇梢允贡栈废低橙ň志浇进稳定的充分条件,并通过椒ǜ隽俗刺蠢】刂坡傻脑鲆婢卣蟆悸谴ǜ衅鹘诘愕娇刂破鹘诘疌涂刂破鹘诘愕街葱衅鹘诘疉随机时滞同时存在的情况,研究氖涑龇蠢≌蚨ㄎ侍狻Mü谥葱衅鞫颂
系统,并且时滞可以改善系统稳定性能”观点,研究了时滞正反馈控制问题。而加缓存器使得疌和疉时滞合并为一个新的时滞,利用马尔可夫链对这个新时滞进行数学描述,在此基础上,给出了闭环系统均方稳定的充分必要条件,进一步设计了单模态依赖输出反馈控制器,该输出反馈控制器的增益矩阵可以通过求解奖愕氐玫健攵砸焕喔呓撞晃榷∟,研究了蚨ㄎ侍狻;谀慰固匚榷判据,分别给出了利用疨疨控制规律使闭环系统稳定的网络诱导时滞的上界,并得到了确定这四种控制器参数的方法。作为特例,利用本文的结论可以直接得到二阶不稳定南喙匮芯砍晒攵酝缈刂葡碌亩字柿浚桑枘嵯低常谩笆敝涂梢哉蚨ㄕ竦在现有的文献中,一般都认为时滞会使系统的性能变差,甚至使系统失去稳定性。给出了可以使系统具有一定稳定裕度的时滞正反馈控制律。进一步,将得到的理论成果应用到以海洋平台减振控制系统为背景的仿真实验中。仿真结果表明,在有不规则波浪力持续扰动的情况下,该时滞反馈控制律仍能有效减小海洋平台的振动,使海洋平台具有较好的稳定性能。关键词:网络控制系统;时滞;数据丢包;均方稳定;随机控制
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