基于LMI方法的網(wǎng)絡(luò)化保性能PID控制①

劉義才 劉 斌 高 俊

(*武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院； 冶金自動(dòng)化與檢測(cè)技術(shù)教育部工程研究中心 武漢 430081) (**武漢商學(xué)院機(jī)電工程與汽車(chē)服務(wù)學(xué)院 武漢 430056)

0 引 言

網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(networked control systems,NCSs)是由控制器、傳感器、執(zhí)行器等部件通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有接線少、成本低、便于安裝和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)[1-3]。然而數(shù)據(jù)在帶寬有限的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸時(shí)，受到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類(lèi)型、負(fù)載變化等因素的影響，不可避免的會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和數(shù)據(jù)丟包，這將會(huì)引起系統(tǒng)性能下降甚至破壞其穩(wěn)定性，因此目前它成為NCSs分析和設(shè)計(jì)考慮的基本問(wèn)題之一[4，5]。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和數(shù)據(jù)丟包所帶來(lái)的問(wèn)題，近年來(lái)許多學(xué)者對(duì)此做了廣泛研究，分別采用了時(shí)滯系統(tǒng)分析方法[6,7]、異步動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析方法[8,9]、隨機(jī)系統(tǒng)分析方法[10, 11]、預(yù)測(cè)控制分析方法[12, 13]、切換系統(tǒng)分析[14, 15]等方法來(lái)解決，給出了保證系統(tǒng)性能或者穩(wěn)定的條件。

跟蹤控制是指在給定跟蹤性能的要求下，使被控對(duì)象輸出或狀態(tài)盡可能緊地跟蹤預(yù)定的參考軌跡，同時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也可以看成跟蹤控制問(wèn)題的一種特例。跟蹤控制普遍存在于工業(yè)、生物和經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)過(guò)程中，并廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、導(dǎo)彈跟蹤控制以及飛行姿態(tài)的跟蹤控制。但是由于NCSs的時(shí)延和數(shù)據(jù)丟包的通信約束，其反饋控制信號(hào)會(huì)導(dǎo)致輸出誤差，因此在NCSs中實(shí)現(xiàn)期望的跟蹤性能更具挑戰(zhàn)性。預(yù)測(cè)控制[16,17]、自適應(yīng)控制[18]、以及魯棒H∞控制[19,20]等方法常被用來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的輸出跟蹤問(wèn)題?！?br>