【摘要】：國內外學者對網絡控制系統(tǒng)的研究日漸增多,所取得的一系列成果為網絡控制體系的發(fā)展奠定了理論基礎。由于通信網絡的引入,將會導致信道中產生時延和丟包,這種現象在連續(xù)系統(tǒng)中等效為誘導時滯。在各類時滯系統(tǒng)中,當系統(tǒng)方程中的求和數目增加并且相鄰參數值之間的差異減小時,分布時滯系統(tǒng)則會出現。比如,針對一種帶壓力進料的液體推進火箭發(fā)動機,在對上述對象的加料系統(tǒng)和燃燒室進行建模的過程中需要考慮分布時滯系統(tǒng)。客觀上來講,分布時滯能夠更精確地描述系統(tǒng)的特性,揭示事物變化的本質。因此研究帶有分布時滯的網絡控制系統(tǒng)具有重要的實際意義。此外,考慮由于數學建模誤差、條件變化及外界干擾等引起的不確定性對系統(tǒng)的影響也是必不可少的。本文的關鍵內容是研究分布時滯系統(tǒng)的魯棒控制和濾波問題,并通過實例仿真證明文中所提出的設計方法是切實可行且有效的。首先,研究針對分布時滯系統(tǒng)不同性能指標下的控制器設計問題。一方面,考慮帶有執(zhí)行器故障的分布時滯系統(tǒng),研究一類魯棒容錯H∞控制器的設計問題。首先把通信網絡中的時延和丟包處理為等效時滯,再引入執(zhí)行器的故障矩陣,建立相應的閉環(huán)控制系統(tǒng)。然后,結合李雅普諾夫穩(wěn)定性理論,推出保證閉環(huán)網絡控制系統(tǒng)漸近穩(wěn)定且具有給定噪聲抑制水平的性能判據;根據線性矩陣不等式技術,得到控制器參數的求解方法。最終,仿真驗證所設計控制器的有效性。另一方面,本文還基于分布時滯系統(tǒng)提出有效的L2-L∞控制器設計方法。其次,考慮帶有范數有界不確定性的分布時滯系統(tǒng),在選取不同性能指標的基礎上,充分研究不確定分布時滯系統(tǒng)的魯棒控制和濾波方法設計問題。針對帶有不確定項的分布時滯系統(tǒng),根據不同的需求設計控制器和濾波器,并利用增廣狀態(tài)法建立相應的閉環(huán)系統(tǒng)。進一步推導出滿足給定性能指標的充分條件以及可以求取控制器和濾波器參數矩陣的線性矩陣不等式,仿真結果可以證明所提設計方法是有效的。最后,考慮由T-S模糊模型描述系統(tǒng)自身的非線性,本文具體研究非線性分布時滯系統(tǒng)的L2-L∞濾波方法設計問題。利用分布補償原理對被控對象和模糊濾波器去模糊化,并建立相應的閉環(huán)濾波誤差系統(tǒng);構造適當的李雅普諾夫函數并應用相關引理,進而推導出滿足給定L2-L∞指標的性能準則;利用線性矩陣不等式技術、全等變換和變量替換得到求取模糊濾波器參數的矩陣不等式,并把濾波器系數求解問題轉化成一個凸優(yōu)化問題。最后,數值仿真的結果證明所提濾波方法是可行且有效的。
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP13;TN713

【參考文獻】

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本文編號：2675374