网络控制系统事件触发通信机制协同设计研究.doc
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网络控制系统事件触发通信机制协同设计研究,1.1万字本人今年最新原创的毕业设计，仅在本站独家提交，大家放心使用摘要： 本文研究了带有通信延迟和数据包丢失的网络控制系统事件触发通信机制和控制协同设计方法。首先，提出了事件触发通信机制和网络控制依赖系统的采样误差模型。在这一机制和模型中，该传感器采用周期方式采样；通过给采样信...
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网络控制系统事件触发通信机制协同设计研究
1.1万字
本人今年最新原创的毕业设计，仅在本站独家提交，大家放心使用
摘要： 本文研究了带有通信延迟和数据包丢失的网络控制系统事件触发通信机制和控制协同设计方法。首先，提出了事件触发通信机制和网络控制依赖系统的采样误差模型。在这一机制和模型中，该传感器采用周期方式采样；通过给采样信号施加触发条件，来确定信号是否被发送到控制器；具有状态反馈控制器的网络连接的闭环系统建模为时滞系统。其次，通过构建一种新型的Lyapunov - Krasovskii泛函，给出了在非理想通信条件下能够保证系统渐进稳定的三个定理。然后，提出了满足特定系统性能的事件触发条件和控制器反馈增益设计算法，该算法同时考虑了最大允许通信时延和最大允许连续丢包数这两个因素。最后，用三个数值例子证明了该协同设计方法的有效性。
关键词： 网络控制系统 事件触发通信机制 协同设计 数据包丢失
Event-triggered communication and H∞ control co-design
for networked control systems
Abstract：This paper studies an event-triggered communication scheme and an H∞ control co-design method for networked control systems (NCSs) with communication delay and packet loss. First, an event-triggered communication scheme and a sampledstate-error dependent model for NCSs are presented. In this scheme and model, (a) the sensor takes samples in a periodic manner; (b) a triggering condition is applied to sampled signal to determine whether a signal is transmitted to the controller or not; and (c) the closed-loop system with a networked state feedback controller is modeled as a time-delay system. This model takes into account the sampled-state-error between the two time instants, namely, at the current sampling instant and at the latest transmitted sampling instant. Secondly, by constructing a novel Lyapunov-Krasovskii functional, three theorems for the system asymptotical stability subject to imperfect communications are derived. Thirdly, a new algorithm is developed for the triggering condition and the controller feedback gain to meet the specified performance. This design algorithm is base on the two permissible limits on the signal transfer. These limits are: the maximum allowable communication delay bound and the maximum allowable number of successive packet losses, respectively. Finally, the proposed co-design method is demonstrated by three numerical examples.
Key words： Networked control systems event-triggered communication scheme co-design packet loss
目 录
第一章 绪论 1
1.1 网络控制系统概述 1
1.2 网络控制系统的国内外研究现状 1
1.2.1 具有网络诱导时延和丢包的网络控制系统研究现状 1
1.2.2 基于事件触发机制的网络控制系统研究现状 3
1.3 本文用到的基本知识 3
1.4 本文的主要研究内容 4
第二章 事件触发通信机制与网络控制系统建模 6
2.1 事件触发通信机制 6
2.2 网络控制系统建模 7
第三章 稳定性分析与控制器设计 10
3.1 具有通信时延但无丢包时的稳定性分析 10
3.2 具有通信时延和数据包丢失时的稳定性分析 13
3.3 控制器设计 16
3.4 通信和控制协同设计算法 17
第四章 数值例子及结果分析 19
第五章 结论 24
致谢 25
参考文献 26
1.1万字
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摘要： 本文研究了带有通信延迟和数据包丢失的网络控制系统事件触发通信机制和控制协同设计方法。首先，提出了事件触发通信机制和网络控制依赖系统的采样误差模型。在这一机制和模型中，该传感器采用周期方式采样；通过给采样信号施加触发条件，来确定信号是否被发送到控制器；具有状态反馈控制器的网络连接的闭环系统建模为时滞系统。其次，通过构建一种新型的Lyapunov - Krasovskii泛函，给出了在非理想通信条件下能够保证系统渐进稳定的三个定理。然后，提出了满足特定系统性能的事件触发条件和控制器反馈增益设计算法，该算法同时考虑了最大允许通信时延和最大允许连续丢包数这两个因素。最后，用三个数值例子证明了该协同设计方法的有效性。
关键词： 网络控制系统 事件触发通信机制 协同设计 数据包丢失
Event-triggered communication and H∞ control co-design
for networked control systems
Abstract：This paper studies an event-triggered communication scheme and an H∞ control co-design method for networked control systems (NCSs) with communication delay and packet loss. First, an event-triggered communication scheme and a sampledstate-error dependent model for NCSs are presented. In this scheme and model, (a) the sensor takes samples in a periodic manner; (b) a triggering condition is applied to sampled signal to determine whether a signal is transmitted to the controller or not; and (c) the closed-loop system with a networked state feedback controller is modeled as a time-delay system. This model takes into account the sampled-state-error between the two time instants, namely, at the current sampling instant and at the latest transmitted sampling instant. Secondly, by constructing a novel Lyapunov-Krasovskii functional, three theorems for the system asymptotical stability subject to imperfect communications are derived. Thirdly, a new algorithm is developed for the triggering condition and the controller feedback gain to meet the specified performance. This design algorithm is base on the two permissible limits on the signal transfer. These limits are: the maximum allowable communication delay bound and the maximum allowable number of successive packet losses, respectively. Finally, the proposed co-design method is demonstrated by three numerical examples.
Key words： Networked control systems event-triggered communication scheme co-design packet loss
目 录
第一章 绪论 1
1.1 网络控制系统概述 1
1.2 网络控制系统的国内外研究现状 1
1.2.1 具有网络诱导时延和丢包的网络控制系统研究现状 1
1.2.2 基于事件触发机制的网络控制系统研究现状 3
1.3 本文用到的基本知识 3
1.4 本文的主要研究内容 4
第二章 事件触发通信机制与网络控制系统建模 6
2.1 事件触发通信机制 6
2.2 网络控制系统建模 7
第三章 稳定性分析与控制器设计 10
3.1 具有通信时延但无丢包时的稳定性分析 10
3.2 具有通信时延和数据包丢失时的稳定性分析 13
3.3 控制器设计 16
3.4 通信和控制协同设计算法 17
第四章 数值例子及结果分析 19
第五章 结论 24
致谢 25
参考文献 26
