随机时延网络控制系统的状态反馈控制.pdfVIP

第31卷第5期 南昌大学学报(理科版) Vol_31 No．5 2007年10月 Journal of Nanchang University(Natural Science) Oct．2007 文章编号：1006一o464(2007)05—0493—03 随机时延网络控制系统的状态反馈控制 曾明如 ，祝 琴 (1．南昌大学信息工程学院，江西南昌 330031；2．北京科技大学管理科学与管理工程学院，北京 100083) 摘 要：通过将随机时延转换为系统的不确定性，研究了网络控制系统的鲁棒H2／H 控制问题，给出了状态反馈控 制器的设计方法，使得闭环系统是渐近稳定的，且使得闭环系统传递函数 的 范数不超过一个给定的上界，以 保证系统的鲁棒稳定 ．同时使得闭环传递函数 的 范数满足一定的条件，以保证系统具有比较好的 范数 表征的系统性能。仿真实例验证了所该方法的有效性。 关键词：网络控制系统；随机时延；状态反馈 中图分类号：TP273 文献标识码：A 网络控制系统是指控制回路通过网络进行通信的控制 延 。以及控制器节点到执行器节点的传输时延 。，其中 系统 ，在工业控制、航空航天和运输工具等领域有着广 很小一般可忽略不计。 泛的应用。由于网络中的信息传输采用分时传送的方式，这 为研究问题的方便，对系统做如下合理的似没： 就不可避免造成网络诱导随机时延 的存在，使得系统的性 1)网络诱导随机时延 T。(T为传感器采样周期)。 能降低甚至导致系统不稳定。 2)传感器采用时间驱动方式。 网络控制系统的这一问题引起了众多国内外学者的关 3)控制器、执行器采用事件驱动方式。 注，文献[3]研究了网络时延为定长时延的网络控制系统的 设被控系统的状态方程为 控制问题，文献[4]介绍了网络化控制系统的反馈控制律的 』 ( )=A ( ) ( ) Rw( ) r1 设计，但是没有考虑外界干扰，文献[5]讨论了网络控制系统 tz．(t)= (f) 的 鲁棒控制，能在一定程度上抑制系统的外部干扰，文献 其中 (t)∈R ，U(t)∈R ， ∈R ， ．∈Rp分别是系统的状 [6]介绍了网络控制系统的一种H2／H 控制方法，它将网络 态向量、输入向量、外部噪声和对象输出。A， ，R，C为适当维 传输时延建模为一个马尔可夫随机过程，通过建立随机跳变 数常系数矩阵。外界干扰信号 (t)为零均值的白噪声。对系 Lyapunov函数，构建了满足系统随机稳定的混合控制状态反 统进行离散化并考虑时延的影响，可得系统的开环数学模型 馈控制器，但是由于在传感器和控制器发送端以及执行器接 为 收端设置缓冲区，从而人为地增加了时延。 f +!=：A + 。(丁 ) + 一(丁 ) —r+ nJ (2) 本文通过将随机时延转换为系统的不确定性，研究了其 L ：Cx^ 闭环系统稳定性以及H2／H 控制问题。利用Lyapunov稳定 其中Ad=e ， ( )=f eAtdtB，B ( ) 性理论和LMI方法，在系统满足某些矩阵不等式的条件下， r r 给出了状态反馈控制器的设计方法。 Jr一 e dfB，Rd=』)。 dtR。 1 问题描述 由于时延 的不确定性，B ( )和 ( )是时变的。 将B ( )