一類不確定時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

孫文安，程春付，裴炳南
大連大學(xué)信息工程學(xué)院，遼寧大連

摘　　　要：針對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中時延不確定因素，將時延的不確定性轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)狀態(tài)方程系數(shù)矩陣的不確定性，基于ＬＭＩ和Ｌｙａｐｕｎｏｖ理論，研究了一類具有時延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，并運用Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法和線性矩陣不等式對不確定時延系統(tǒng)進行了穩(wěn)定性分析。并以Ｒｉｃｃａｔｉ不等式和線性矩陣不等式的形式給出了系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件，使得在不確定時延情況下，系統(tǒng)達到理想穩(wěn)定性。較后，通過Ｍａｔｌａｂ工具箱對數(shù)值結(jié)果進行仿真，在時延相關(guān)情況下，求得系統(tǒng)達到閉環(huán)穩(wěn)定時較大允許的時延，表明了設(shè)計方法的有效性。

關(guān)　鍵　詞：網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；不確定時延；漸近穩(wěn)定性；線性矩陣不等式；Ｌｙａｐｕｎｏｖ函數(shù)

１　引　言
網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)［１�玻玻荩ǎ危茫樱┦侵赣镁W(wǎng)絡(luò)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的點對點的連接方式構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中各種信息通過通信網(wǎng)絡(luò)來傳送和轉(zhuǎn)換。因此，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的點對點連接的控制系統(tǒng)相比，具有連線少、成本低、安裝維護方便和靈活性高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于汽車制造、機器人和飛行器控制系統(tǒng)、自動化制造工廠、電廠、無人駕駛飛船、機器人遙控操作和遠程控制實驗室等多個領(lǐng)域。由于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中傳感器、控制器、執(zhí)行器都通過共同的通信介質(zhì)相連，信息的沖撞、重發(fā)現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，使信息在傳輸過程中不可避免地存在時延，這種時延被稱為網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延［３］。時延的存在使得網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的性能下降，嚴重時會使得閉環(huán)系統(tǒng)失穩(wěn)，因此網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計必須加以考慮。Ｎｉｌｌｓｏｎ［４］等針對短隨機時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，建立了系統(tǒng)的離散時間模型，給出了ＬＱＧ隨機較優(yōu)控制器和狀態(tài)觀測器的設(shè)計方法。當時延時變不確定時，Ｂｒａｎｉｃｋｙ［５］等建立了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的混合系統(tǒng)模型，用混合系統(tǒng)理論給出了系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的充分條件。本文對時延小于一個采樣周期的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進行研究，采用不同的方法對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行研究和分析。

登錄網(wǎng)站后可下載文件

相關(guān)閱讀:

• ...2012/03/16 10:54·一類不確定奇異攝動系統(tǒng)的全局魯棒控制
• ...2012/02/07 14:43·一類不確定切換模糊時滯系統(tǒng)的魯棒控制