网络控制系统的鲁棒控制方法研究及仿真平台搭建

【摘要】： 本文研究了网络控制系统的鲁棒控制方法,并搭建了基于NS2的网络控制系统仿真平台。在控制器设计时,将NCS合理建模成Markov跳跃线性系统的形式,基于Markov跳跃线性系统的理论,给出了NCS均方稳定和扰动衰减的线性矩阵不等式条件,从而提出了NCS的鲁棒控制策略。首先针对长时延迟网络控制系统,在系统的H∞范数小于某一给定值的条件下,以H2性能作为优化指标,提出了状态反馈的控制策略;考虑对象状态不完全可测,给出了输出反馈控制器综合的推导过程和设计结果;然后针对丢包网络控制系统,讨论了NCS的稳定性问题,以H∞性能作为优化指标,研究了其状态反馈和输出反馈的鲁棒控制方法;在前面讨论的基础上,将网络仿真器NS2与Matlab/Simulink相结合,设计并实现了NCS的实时仿真平台,为NCS的理论研究提供条件;最后,在此平台上进行了倒立摆系统的仿真实验,并给出仿真结果与分析。 论文对所提出的各种控制方法都进行了明确的论证。为了验证其有效性,每种所提控制方法都给出应用的仿真结果,从网络参数设置、控制器设计、网络仿真实验等方面给出了系统的分析和讨论。结果表明,文中所提出的控制方法的整体效果是令人满意的。