具有量化误差的NCS时滞依赖鲁棒容错控制研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:axuxiao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
网络化控制系统(Networked Control System,NCS)是以通讯网络代替传统的点对点连接而构成的闭环控制系统。随着NCS的高速发展及其对可靠性、安全性越来越高的要求,NCS的容错控制得到了高度重视。在对NCS进行容错控制研究时,由于网络的介入,给NCS的建模、分析和设计带来了许多新的问题和挑战,如网络诱导时延、数据丢包、信息量化等等。纵观近年来NCS容错控制研究成果,对于同时考虑时变时延、丢包和量化误差且具有参数不确定性的NCS,以时滞依赖的方法进行鲁棒容错控制研究的结果还少有报道。基于此,本文首先考虑当被控对象的全部状态完全可测时,采用状态反馈策略,以不确定NCS为研究对象,同时考虑网络诱导时延、数据丢包和信息量化误差对系统的影响,基于状态多时延模型,通过构造时滞且量化误差依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,运用Lyapunov稳定性理论和LMI方法,在传感器或执行器故障情况下,研究了不确定NCS的鲁棒完整性以及当系统具有未知有界扰动时的鲁棒H∞完整性问题,推证出了使不确定NCS具有鲁棒完整性及鲁棒H_∞完整性的判决准则以及相应控制器的设计方法。还以执行器失效故障为例,进一步讨论了故障NCS稳定运行的最大允许时延和最大允许量化误差,并以此为依据对H_∞性能指标进行优化,给出了鲁棒H_∞最优容错控制器设计方法。其次考虑当被控对象的全部状态不完全可测时,采用动态输出反馈策略,以不确定NCS为研究对象,同时考虑网络诱导时延、数据丢包和信息量化误差对系统的影响,基于状态多时延模型,通过构造时滞且量化误差依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,运用Lyapunov稳定性理论和LMI方法,在传感器或执行器故障情况下,研究了不确定NCS的鲁棒完整性和鲁棒H_∞完整性问题,推证出了使不确定NCS具有鲁棒完整性及鲁棒H_∞完整性的判决准则,并利用矩阵分离引理,有效地将非线性项进行分离,给出了相应鲁棒容错控制器的设计方法。进而也讨论了执行器故障NCS稳定运行的最大允许时延,并据此对H_∞性能指标进行了优化,给出了鲁棒H_∞最优容错控制器设计方法。最后,采用相应算例对以上的理论结果进行了正确性和有效性的仿真研究。由于模型中考虑了时延下界,且构造了时滞、量化误差共同依赖Lyapunov-Krasovskii泛函,证明过程中引入了适当自由权矩阵变量未进行交叉项放大处理,这均可减少结果的保守性。而对于最大允许时延和最大允许量化误差的分析可以在确保系统不失稳的前提下,进行NCS的优化调度控制,并可据此分析结果保守性的大小,并以较少的保守性进一步提高NCS容错的可行性和满意度。
其他文献
南极科考智能支撑装置是由我国首座独立研制的极端条件下的能源支撑平台,突破了我国南极科考受制于澳大利亚的局面,因此具有十分重要的意义。本文讨论了南极科考智能支撑装置超
随着科技的发展和进步,粘接结构被广泛的应用于航空航天、石油化工等国防和民用领域,但在其制造和使用过程中常常会出现粘接缺陷,如粘接不良、气孔、局部脱粘等现象。粘接缺
本文依托铁道部科技研究开发计划重点课题——“铁路救援起重机仿真培训系统研究”,对机构运动、吊索运动、机构-吊索-负载运动、碰撞接触、静止接触和摩擦等铁路救援起重机
现代控制系统不断朝着规模集成化、结构复杂化和功能智能化方向发展,众多数量的传感器、执行器以及系统元部件协同运行,不可避免地会增加故障发生的几率。为减少因故障造成的不
无线传感器网络是由大量具有感知、计算和无线通信能力的传感器节点通过自组织形成的网络系统,具有实用性强、应用范围广、使用灵活等特点,也是多学科高度交叉的前沿研究课题
伴随着国家智能电网的提出,以及特高压输电网络的逐步形成,我国正在逐步扩大西电东送的规模,完善区域主干网络,加强发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术。与此同时,电网事故也在逐渐升级,其中绝缘事故发生的频率也显著增多,因此采用先进的检测技术,及时发现并预告可能出现的设备绝缘恶化现象,对于设备的维护、检修,避免电网事故具有重要的现实意义。为此,本文开展了基于紫外检测法的特高压输电线路电晕放电在
对于物体间距离的测定,是人类在生产生活领域中的一个基本数据要求。从最早一些原始测距手段,如步行、结绳,到产生科学以来的一些物理手段,如几何学或光学方式,测距的发展从
随着电解铝工业不断地发展,许多铝电解企业通过强化电流来提高铝产量。伴随电流强度的增大,电解槽温度会急剧上升,生产过程控制不当极易使能量平衡遭到破坏,造成电解铝过程中能源
随着机器人应用领域的不断拓展,所需完成的任务日益多样化,任务环境日益复杂,在很多情形下单个机器人已经很难满足人们的需求。因此,机器人的研究开始向多机器人系统方向发展
本文首先通过介绍风力发电系统的相关知识以及双馈异步电机的原理指出双馈异步电机可以在风速变化的情况下发出恒定频率的电力,也可以通过改变励磁电流的幅值和相位,调节输出的有功功率和无功功率,最大限度的提高风力发电机的效率。本文主要研究了双馈异步风力发电机在电网平衡情况下的控制方法。首先分析了转子侧及定子侧的电压源型变频器传统的基于坐标变换的电流矢量控制,并且进行了仿真验证。传统的基于电压源型变频器的电流