基于事件觸發(fā)的量化反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究.pdf

1、近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)得到了更多重視和飛速的發(fā)展。這種系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)有很大優(yōu)勢，能在更大的地域內(nèi)搭建閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)而不再需要點(diǎn)對點(diǎn)形式的連線，信號量的遠(yuǎn)程傳遞依靠數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，提高了執(zhí)行效率和靈活性。然而在網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中一些被測量和控制量需要被量化編碼后在數(shù)字信道中進(jìn)行傳輸，這樣會(huì)引入量化誤差，本文主要研究這樣一類帶量化誤差的閉環(huán)控制系統(tǒng)，也被稱之為量化反饋控制系統(tǒng)。對于越來越大規(guī)?；?/p>

2、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，其特征越來越復(fù)雜，消耗越來越大，人們則希望能盡可能提高其性能，降低其資源消耗，對其進(jìn)行優(yōu)化，比如減少編碼傳輸需要的比特?cái)?shù)或者是降低系統(tǒng)采樣和更新控制器的頻率或者給出更高效率的動(dòng)態(tài)量化策略等，因而對量化反饋控制系統(tǒng)的研究和分析、設(shè)計(jì)，給出新的方法和策略在理論和實(shí)際中都有很重要的意義和價(jià)值。
　　本文對于量化反饋控制問題的研究與探索主要分為三個(gè)部分，首先本文對于一類帶有界系統(tǒng)噪聲和有界輸出噪聲的離散時(shí)間線性時(shí)不變輸出反

3、饋系統(tǒng)進(jìn)行了分析，然后將一種基于空間分割的動(dòng)態(tài)量化策略擴(kuò)展并應(yīng)用到該系統(tǒng)中，使系統(tǒng)達(dá)到了有界穩(wěn)定性，而通常別人考慮的是無噪聲和全狀態(tài)反饋下的情況，在該問題下我們分析了狀態(tài)觀測誤差和量化誤差這兩種誤差，最后使得系統(tǒng)狀態(tài)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)有界。
　　第二部分中本文考慮了系統(tǒng)在采樣，控制器更新上的策略優(yōu)化，通常的量化反饋控制中是采取連續(xù)采樣控制或者固定周期采樣的方式來進(jìn)行控制，而事實(shí)上這些方式可能會(huì)造成不必要的采樣和控制器更新，因而造成一定的資

4、源浪費(fèi)。對此，本文引入了事件觸發(fā)(event-triggered)采樣機(jī)制來改善這個(gè)問題。事件觸發(fā)采樣機(jī)制是從系統(tǒng)實(shí)際需要的觀點(diǎn)出發(fā)，其形式通常是與被控系統(tǒng)的某些狀態(tài)量相關(guān)的一個(gè)偏差值隨時(shí)間變化，當(dāng)超過某個(gè)閾值時(shí)進(jìn)行一次采樣并更新控制器，其余時(shí)間控制在零階保持器作用下保持原狀態(tài)。通常來說這種方式下的平均采樣周期比具有可比性的周期采樣的平均采樣周期更長。針對一類帶有界噪聲的連續(xù)時(shí)不變?nèi)珷顟B(tài)反饋線性量化系統(tǒng)，本文引入了事件觸發(fā)機(jī)制，給出了能

5、保證系統(tǒng)達(dá)到厶穩(wěn)定性下事件觸發(fā)條件和對對數(shù)量化器的量化密度的約束條件，最后還與同領(lǐng)域內(nèi)另外一篇文獻(xiàn)進(jìn)行了對比，通過橫向?qū)Ρ扔梅抡骝?yàn)證了本文的方法有更低的平均采樣頻率。
　　本文的第三部分研究了將事件觸發(fā)機(jī)制引入輸出反饋下的量化控制系統(tǒng)，該部分中本文以一篇參考文獻(xiàn)中無量化器下帶事件觸發(fā)機(jī)制的輸出反饋控制為基礎(chǔ)，然后擴(kuò)展到帶對數(shù)量化器和有界系統(tǒng)噪聲的控制系統(tǒng)中，通過對系統(tǒng)李亞普諾夫函數(shù)的分析，在文中給出了使得系統(tǒng)達(dá)到L2穩(wěn)定性的條件，