一类带有丢包和时滞的网络控制系统的最优控制和镇定性研究

摘要

网络控制是近年来的热门领域，网络控制系统是将控制系统与通讯网络相结合的复杂的控制系统，以控制论，计算机科学，及信息论为理论基础，以机械电子工程，软件工程，及可靠性理论为实现指导，突破了传统点对点控制的局限性，组成了一种分布式的，灵活的，多节点通讯与控制的实时反馈控制系统.这正是网络控制系统的优势所在.网络控制系统在航空航天，设备制造，过程控制，交通控制，经济管理，远程医疗，危险环境控制等各个领域都有着广泛的应用.
　　本文针对一类带有丢包和时滞的网络控制系统，主要研究了其最优控制及镇定性问题.论文的具体内容如下:首先，介绍了研究LQ最优控制问题基本方法，以及网络控制系统的基本性质和研究方向，作为后面推导的预备知识和理论基础;其次，考察了从传感器到控制器以及从控制器到执行器的通讯过程中均发生数据的丢包，且接收器能够获知丢包是否发生的情形下该系统输出反馈控制问题和镇定性问题.具体的，对于有限时域，给出了最优估计器设计，进而通过动态规划法给出了使得性能指标最小的最优输出反馈控制器，并证明了分离原理在此情况下成立，对于无限时域，证明了该NCS二次均方可镇定的充分必要条件为所给出的ARE存在唯一正定解，并给出了数值算例;最后，总结该问题的主要研究结果，创新点和意义，并给出了在此基础上可以进一步探索和研究的挑战性问题.

目录

声明

摘要

主要符号说明

第一章 绪论

1．1 课题背景和意义

1．2 网络控制问题研究现状

1．3 本文的主要研究内容及文章结构

第二章 最优控制与网络控制基础

2．1 最优控制基础

2．1．1 最优控制基本概念

2．1．2 最优控制基本方法

2．2 网络控制系统的特性及设计

2．2．1 网络控制系统的时滞特性

2．2．2 网络控制系统的丢包特性

2．2．3 网络控制系统的稳定性分析

2．2．4 网络控制系统的设计

第三章 含丢包和时滞的网络控制系统的最优输出反馈控制和镇定性问题

3．1 引言

3．2 输出反馈最优控制问题

3．2．1 问题描述

3．2．2 主要结论

3．3 反馈镇定问题

3．3．1 问题描述

3．3．2 主要问题

3．4 数值算例

3．4．1 二维系统情形

3．4．2 一维系统情形

3．5 本章小结

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间完成的论文