本文關(guān)鍵詞：噪聲環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)化時滯系統(tǒng)的最優(yōu)控制

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【摘要】：網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)又稱控制網(wǎng)絡(luò),是計算機技術(shù)、通信技術(shù)與控制技術(shù)發(fā)展與融合的產(chǎn)物。NCS應(yīng)用廣泛,可應(yīng)用于幾乎任何需要進行數(shù)據(jù)交換的場合,DCS、工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)都屬于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),它體現(xiàn)了控制系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、集成化、分布化、節(jié)點智能化的發(fā)展趨勢,與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比具有很大的優(yōu)勢。然而由于信號通過網(wǎng)絡(luò)傳播,所以在傳播過程中同時存在著網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延、擁塞、數(shù)據(jù)丟包的問題。本文針對一類含不確定干擾的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),在干擾項中帶有隨機噪聲,提出了基于卡爾曼濾波方法的隨機擾動處理算法。利用求解Riccati方程和Stein方程推導(dǎo)出前饋-反饋最優(yōu)控制律,進而根據(jù)分離原理推導(dǎo)出隨機干擾的線性離散系統(tǒng)前饋-反饋最優(yōu)控制律。另外,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)存在網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延的特點,在系統(tǒng)模型中增加控制時滯和狀態(tài)時滯,分別采用不同的無時滯轉(zhuǎn)換法對相應(yīng)系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換。首先針對含有隨機噪聲干擾的線性離散系統(tǒng)提出了前饋-反饋最優(yōu)控制器的設(shè)計方案;其次對含有控制時滯的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)進行了建模,得到了帶有控制時滯的隨機噪聲干擾的線性離散系統(tǒng)模型,然后對離散模型做無時滯轉(zhuǎn)換并設(shè)計了前饋-反饋控制器;第四章對帶有狀態(tài)時滯的網(wǎng)絡(luò)化時滯系統(tǒng)進行了討論,通過構(gòu)造一個敏感度函數(shù)和相應(yīng)的麥克勞林展開式對系統(tǒng)模型進行變換,并增加一個伴隨向量對控制律進行補償,考慮到實際運算的難度,采用M階的次優(yōu)控制律進行估算。最后通過仿真研究,對噪聲環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分別在前饋-反饋最優(yōu)控制和經(jīng)典狀態(tài)反饋控制的作用下進行穩(wěn)定性對比和分析,從仿真結(jié)果來看,在噪聲系統(tǒng)的控制效果、性能方面得到有效地改善,并具有較好的抑制外部擾動能力和魯棒性,從而表明此方法的有效性和可行性。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273

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