時滯系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及其在網(wǎng)絡控制中的應用.pdf

1、時滯現(xiàn)象由于其深刻的實際背景已經(jīng)引起廣泛的關(guān)注，時滯通常是系統(tǒng)不穩(wěn)定和性能惡化的主要根源之一，利用現(xiàn)有的時滯系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法得到的往往是充分條件，降低結(jié)果的保守性是控制算法實用化、工業(yè)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前還缺乏有關(guān)穩(wěn)定性準則保守性的系統(tǒng)論述。 針對標稱線性時滯系統(tǒng)，本論文提出穩(wěn)定性準則的等價性定義，深入研究穩(wěn)定性準則的保守性問題，基于Lyapunov-Krasovskii穩(wěn)定性理論，采用線性矩陣不等式工具，對奇異時滯系統(tǒng)、Lur

2、'e時滯系統(tǒng)、Markov跳變時滯系統(tǒng)以及時滯細胞神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析，并結(jié)合系統(tǒng)各項性能指標給出控制器的設計方法，進而以網(wǎng)絡控制系統(tǒng)為應用背景，深入研究網(wǎng)絡控制系統(tǒng)特有的問題，如：時滯、丟包和量化等對系統(tǒng)性能的影響，設計控制器使得網(wǎng)絡閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定，最后，以蒸餾塔為研究對象，將本論文提出的狀態(tài)反饋迭代控制方法應用于蒸餾塔控制系統(tǒng)仿真，論文的主要工作如下： (1)針對現(xiàn)有的線性時滯系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法，從理論上證明了其中某

3、些方法的等價性，改變了目前以數(shù)值例子來驗證結(jié)果有效性的處理方法，進而給出判斷自由變量是否是冗余變量的有效手段，得出自由變量法更適于多胞型不確定時滯系統(tǒng)的結(jié)論。 (2)應用積分不等式處理方法，分別導出了奇異時滯系統(tǒng)、Lur'e時滯系統(tǒng)、Markov跳變時滯系統(tǒng)以及時滯細胞神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的時滯相關(guān)穩(wěn)定性條件，并提出了基于線性矩陣不等式求解的狀態(tài)反饋穩(wěn)定化控制器設計方法，從理論上證明了所導出的結(jié)果具有更小的保守性．其中奇異時滯系統(tǒng)的穩(wěn)定

4、性條件同時保證了系統(tǒng)正則、無脈沖，進一步，結(jié)合系統(tǒng)的二次性能指標，給出了奇異時滯系統(tǒng)和Lur'e時滯系統(tǒng)保性能控制器的設計方法，結(jié)合系統(tǒng)的增益性能和相位性能指標，給出Markov跳變時滯系統(tǒng)耗散性控制器的設計方法。 (3)應用積分不等式處理方法，導出具有時變時滯的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)穩(wěn)定性條件，該條件克服了傳統(tǒng)方法對時滯變化上界的依賴，允許時滯是快變的，更符合網(wǎng)絡控制的實際情況，進一步研究丟包對狀態(tài)估計的影響以及丟包的補償策略，并結(jié)合系