基于事件触发的网络控制系统控制与滤波

• 作 者: 严胜
• 机 构: 华东理工大学
• 出 处: 华东理工大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 网络控制系统 信号量化 事件触发 传输时滞 线性矩阵不等式

随着计算机通信网络的广泛使用和信息处理及通讯技术的持续发展,近些年来,信息集成和控制理论得到越来越多学者的关注,针对网络控制系统的研究也取得了一些重大进展。然而,由于基于网络的控制系统中网络通信带宽和资源有限,为了减小不必要的浪费,需要为控制系统设计事件触发通信机制。受到通信网络中诸如传输时滞、信号量化、数据包丢失等不良因素的影响,基于事件触发的网络控制系统在某些情况下会表现出比较差的性能甚至不稳定。因此,研究避免或缓和这些通信限制因素并且找出在这些限制条件下,分析和设计基于事件触发的网络控制系统的新方法是很必要的。本文研究了在一个或多个通讯限制条件下的基于事件触发机制的网络控制系统的控制和滤波问题。首先,针对具有时变时滞和事件触发机制的网络化控制系统的H∞控制问题,利用李雅普诺夫泛函方法,得到了由线性矩阵不等式描述的系统渐近稳定的充分条件,并在此基础上给出了H∞控制器的设计方法。然后,在同时考虑时变传输时滞、信号量化影响的情况下,为基于事件触发机制的网络控制系统建立了同时包含传输时滞、状态量化和控制输入量化以及事件触发通信机制的数学模型,利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了使得闭环系统均方意义下渐近稳定并满足给定L2性能指标的稳定判据,基于此利用锥补线性化算法给出了量化L2控制器的设计方法。最后,研究了一类基于事件触发的无线传感网络化控制系统的H∞滤波问题。首先给出了无线传感器传输采样数据的触发条件,然后综合考虑时变时滞和时间触发通信机制的影响,运用时滞系统方法建立了滤波误差系统模型,利用李雅普诺夫理论和线性矩阵不等式技术,对误差系统进行了H∞稳定性分析,并在此基础上给出了系统H∞滤波器的设计方法。