變采樣周期和數據包隨機丟失的NCS魯棒H_∞控制

摘要：網絡控制系統與傳統的點對點控制方式不同，數據傳輸具有時延和隨機丟包，且為了對信息資源進行合理的分配和調度常采用時變采樣方式。本文首先給出NCS的離散區間動態模型，該模型以Bernoulli分布序列描述NCS數據丟包的隨機性，并以不確定區間矩陣描述NCS的采樣周期與傳輸時延的時變性；在此基礎上，基于線性矩陣不等式（LMI）技術，給出具有時變有界采樣周期和數據隨機丟包NCS的魯棒H

SymboleB@ 控制器存在充分條件，且將控制器的求解問題轉化為一個有限維LMI凸優化問題，便于數值計算。所設計的控制器可以保證系統漸近穩定且具有一定的H

SymboleB@ 擾動抑制水平γ。數值仿真表明提出控制器設計方法的有效性。

關鍵詞：網絡控制系統 （NCS）；H_∞

SymboleB@ 控制；時變采樣周期；數據丟包；Bernoulli分布

中圖分類號：TP27文獻標識碼：A

1引言

網絡控制系統（NCS）是將傳感器、執行器、控制器等部件通過實時網絡連接在一起而形成的分布式控制系統[1]。NCS采用無線或有線網絡進行通信，在家庭生活、軍工制造等領域都有廣泛的應用。控制系統由于引入網絡而帶來便利的同時也帶來了傳輸時延、數據包丟失等網絡特有的問題[2]。A.Rabello最早提出將帶有丟包的網絡化控制系統看成是帶有速率限制事件的漸近動態系統，從而解決帶有丟包NCS的建模問題。文獻[3]研究了NCS存在不確定時延和丟包問題時的穩定性和擾動阻尼問題。此外，為了充分利用有限的CPU資源，現階段常見的調控手段即是采用變采樣的方式進行信息調度[4]。文獻[5]將系統建模為一類以時變采樣周期為不確定參數的離散時間系統，并設計出使該系統穩定的狀態反饋控制器。

5結束語

本文中隨機數據丟包以Bernoulli分布序列描述，并以不確定區間矩陣描述NCS的采樣周期與傳輸時延的時變性，建立更貼近實際的離散動態模型。采用LMI技術，給出了具有時變有界采樣周期和數據隨機丟包NCS的魯棒H_∞

控制器存在充分條件，并將系統控制器的設計問題轉化為一個有限維LMI凸優化問題，設計出保證系統漸近穩定且具有一定的H_∞擾動抑制水平γ的控制器。最后通過數例仿真表明提出設計方法的有效性。

參考文獻

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