具有网络通讯受限系统及丢包的非线性网络化控制系统稳定性分析

【摘要】：网络由于其自身的优点被广泛的应用于现代工业控制领域当中。非线性网络化控制系统是对网络控制的一类更为精确的描述,并受到了广泛关注。由于网络传输的加入,一方面,网络给传统控制系统带来了更大的便利；另一方面,系统性能会被严重破坏。 本文基于李雅普诺夫稳定性理论,讨论了一类同时具有丢包现象、变采样间隔以及网络传输信道受限等网络诱导缺陷的非线性网络化控制系统的稳定性分析问题。对于现有文献中广泛考虑的静态协议和动态协议,基于丢包现象,提出了一类更加一般的常规输入-状态稳定性协议。使用分段连续李雅普诺夫函数方法,提出了具有上述协议的网络诱导误差系统的输入-状态稳定性。再利用小增益定理条件,得到了非线性网络化控制系统的输入-状态稳定性条件。 利用对网络化控制系统的标准实例-间歇式反应器的研究,验证了上述结论的有效性。利用数值方法,给出了所考虑的网络化控制系统依旧能保证稳定的最大允许传输间隔。 最后,对本文主体工作进行总结,同时指出未来研究方向。