基于網(wǎng)絡(luò)的切換控制系統(tǒng)研究.pdf

1、切換控制系統(tǒng)（Switched Control Systems）是由兩個(gè)或兩個(gè)以上連續(xù)或離散的子系統(tǒng)相互作用，通過一個(gè)切換規(guī)則的約束使系統(tǒng)在滿足相應(yīng)時(shí)間和狀態(tài)條件下，切換到相應(yīng)的子系統(tǒng)運(yùn)行，并通過子系統(tǒng)間的合理切換調(diào)整使得系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)呈現(xiàn)穩(wěn)定。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Networked Control Systems，簡稱 NCSs）是將傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)與新興的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，使得控制系統(tǒng)中的所有信息通過網(wǎng)絡(luò)媒介和先進(jìn)的傳感器技術(shù)在控制器

2、和執(zhí)行器之間快速流轉(zhuǎn)。
　　本文在切換系統(tǒng)的控制機(jī)理上引入通信網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)的背景下研究切換系統(tǒng)，從而形成一類新的網(wǎng)絡(luò)切換控制系統(tǒng)（Networked Switched Control Systems，簡稱 NSCSs）。在充分考慮網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)不確定的基礎(chǔ)上引入子系統(tǒng)切換的概念，利用李亞普諾夫（Lyapunov）穩(wěn)定性理論、線性矩陣不等式（LMIs）理論等工具，研究了這類組合系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制器設(shè)計(jì)問題。本文的內(nèi)容主要

3、分為以下幾個(gè)方面：
　　1）研究了含有網(wǎng)絡(luò)定時(shí)延和切換時(shí)延 NSCSs的有限時(shí)間穩(wěn)定、控制器設(shè)計(jì)和系統(tǒng)?H性能綜合問題。首先引入切換控制系統(tǒng)中平均駐留時(shí)間（Average Dwell Time，簡稱 ADT）的概念，然后結(jié)合 NCSs中常用的線性矩陣不等式（LMIs）、多 Lyapunov函數(shù)（MLFs）等概念研究了含定時(shí)延 NSCSs的有限時(shí)間有界和控制器設(shè)計(jì)問題，進(jìn)而通過設(shè)計(jì)切換律保證了相對(duì)應(yīng)的H∞系統(tǒng)性能。最后通過數(shù)值仿真驗(yàn)

4、證了結(jié)果的正確性和有效性。
　　2）綜合考慮網(wǎng)絡(luò)中建模不確定的影響因素，以及在 NSCSs的子系統(tǒng)不滿足有限時(shí)間穩(wěn)定性的情況下，通過平均駐留時(shí)間、有限時(shí)間穩(wěn)定、一致有限時(shí)間穩(wěn)定的思想，設(shè)計(jì)切換律使得子系統(tǒng)不滿足有限時(shí)間穩(wěn)定性的 NSCSs經(jīng)過切換控制從而滿足一致有限時(shí)間穩(wěn)定性。最后通過數(shù)值仿真驗(yàn)證了在子系統(tǒng)不滿足有限時(shí)間穩(wěn)定下所設(shè)計(jì)的切換律能使系統(tǒng)經(jīng)過合理切換后滿足一致有限時(shí)間穩(wěn)定性。
　　3）研究了含有定時(shí)延，網(wǎng)絡(luò)建模線性