收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

融合通信参量的网络系统跟踪性能极限研究

王宝贤  
【摘要】:跟踪性能是系统跟踪能力的一种定量描述,而跟踪性能极限是控制系统无论选取何种控制器,其跟踪性能无法逾越的一个极限值。在传统控制系统中,跟踪性能极限不仅与被控对象结构特征,如非最小相位零点和不稳定极点位置,以及他们的方向有关,同时还与跟踪信号特征和系统内部时延有着密切联系。该极限值对控制系统设计有着至关重要的参考价值。而由于实际应用中物理设备的限制,控制能量是有限的,于是跟踪误差能量与控制能量之间的权衡问题变的十分重要。跟踪性能极限与控制能量极限分别得到了较好的结果,而控制能量限制下的跟踪性能极限与控制系统本质特征之间的关系如何?网络无处不在,网络打破了传统控制系统点对点连接的格局,降低了控制系统复杂度和成本。在网络为控制系统带来便利的同时,也带来了新的挑战。网络的引入,不可避免地出现了网络诱导时延、信道噪声、数据丢包、量化噪声等影响因素。这些因素的存在甚至可能会导致控制系统失稳,从而使得性能极限值无法得到。那么如何建立跟踪性能极限值与网络通信参量和控制系统内部特征之间的联系,是一项十分有意义的课题。本论文在总结前人工作的基础上,融合通信参量系统研究了网络系统的跟踪性能极限,建立了跟踪性能极限与控制系统特征和网络通信参量之间的纽带。全文的研究内容概况如下:研究了上行通道和下行通道均存在脉冲扰动的跟踪性能极限。研究结果揭示了跟踪性能极限与被控对象内部特征如非最小相位零点,不稳定极点之间的关系。同时,新的非最小相位零点影响跟踪性能极限。这就意味着双通道噪声影响下的跟踪性能极限要大于仅仅在单通道噪声影响下的跟踪性能极限。在单通道噪声中,双自由度控制器能抵消不稳定极点对跟踪性能极限的影响,但在双通道噪声中,双自由度控制器却不能完全抵消不稳定极点的影响。研究了被控对象能量限制下的采样数据系统的跟踪性能极限。参考输入信号分别考虑了阶跃信号、实正弦信号、复正弦信号和斜坡信号。研究结果表明,跟踪性能极限不仅与连续被控对象的非最小相位零点和不稳定极点有关,同时,还与由采样器和保持器所产生的非最小相位零点有关。另外,与连续系统结论相比,被控对象离散化后所产生的非最小相位零点和不稳定极点造成了额外的性能极限。此外,跟踪性能极限还与参考输入信号的特征有关。研究了不确定性因素影响下的控制系统的跟踪性能极限。利用随机嵌入方法来描述不确定性,将实际系统与标称系统的传递函数误差的加权H2范数作为性能指标。不确定性的引入可能导致系统不稳定,原先的控制器不能满足稳定性要求。通过调整实际控制器参数来最小化加权性能指标,得到了加权跟踪性能极限,最后通过实例验证了重新设计的控制器加快收敛速度,减小跟踪误差幅值,且验证了控制器的鲁棒性和优越性。研究了单输入单输出连续被控对象在控制能量和信道输入能量限制下的跟踪性能下界。提出新的性能指标,基于不等式约束的最优化方法,得到了跟踪性能的下界以及保证反馈系统稳定的信噪比的最小值的表达式。研究结果揭示了他们与非最小相位零点和不稳定极点之间的内在联系。寻找一种特殊的内外分解形式便于应用,得到新的结果。研究了离散单输入单输出被控对象在控制能量和Erasure信道输入能量限制下的跟踪性能问题。Erasure信道模拟了离散信道的数据丢包,基于不等式约束的最优化方法求得了跟踪性能的下界,且获得了为保证系统稳定的信噪比的最小值。他们均与被控对象的非最小相位零点,不稳定极点和丢包率有关。同时,随着丢包率的增加,最优性能也会随之增加,这是由于丢包率的增加导致了被控对象越来越难以控制,甚至失稳。研究了单输入多输出被控对象的修正跟踪性能极限。针对某些静态跟踪误差不为零,跟踪性能指标无穷大缺点,通过引入修正因子,提出修正跟踪性能指标。采用内外分解方法求得修正跟踪性能极限,并给出修正因子的适当选取范围。结论表明,即使静态跟踪误差不为零,修正跟踪性能极限仍然为有限值。并且消除了被控对象必须含有积分器的严格假设和对参考输入信号方向的假设。最后对全文进行了归纳总结,并对网络系统的跟踪性能极限的研究和发展方向进行了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 高江,戴冠中;高阶矩法辨识非最小相位系统[J];控制理论与应用;1994年01期
2 王英,阎平凡;基于状态空间模型的最小熵反褶积[J];控制理论与应用;1994年03期
3 胡波,凌燮亭;Hebbian无导师学习原理的盲均衡:(Ⅱ)非最小相位通道[J];通信学报;1994年06期
4 周朝顺;非最小相位离散系统的模型参考自适应控制[J];华中理工大学学报;1997年05期
5 吴忠强,许世范,岳东;高阶系统跟踪低阶模型的混合自适应控制方案[J];中国矿业大学学报;2000年04期
6 吴忠强,朴春俊;一种鲁棒混合模型参考自适应控制器设计[J];自动化与仪器仪表;2001年04期
7 彭永红,姚锡凡,陈统坚,谢伟达;非最小相位加工过程的极点配置自校正控制[J];中国机械工程;2002年08期
8 梁晓;非最小相位系统的最小方差自适应控制[J];兵工自动化;2004年06期
9 黄世明;非最小相位系统的最小方差控制[J];武汉交通科技大学学报;1999年02期
10 魏乐,房方;广义极点配置自校正控制器在非最小相位系统中的应用[J];电力情报;2000年03期
11 吴忠强,赵海英;低阶模型的HMRAC方案及应用[J];工业仪表与自动化装置;2001年06期
12 史永丽,史建伟;基于电流反馈控制的DC/DC升压变换器[J];华北工学院学报;2003年01期
13 王宏志;戴娇月;霍金明;;基于高阶统计量含噪模糊图像的复原方法[J];长春工业大学学报(自然科学版);2006年01期
14 彭力;赵曜;陈海霞;;基于互质分解法的内模控制系统的研究[J];微计算机信息;2007年25期
15 林品兴,毛士艺;非最小相位系统的辩识[J];航空学报;1991年07期
16 杨光;张庆灵;;零点配置与一类非线性广义系统的状态反馈控制[J];控制与决策;2008年01期
17 王英,阎平凡;非最小相位线性系统的可辨识性及辨识方法─—非平稳输入[J];自动化学报;1995年01期
18 阎岭,颜玉崇;基于Adaline单神经元的到最小相位模型参考自适应控制[J];厦门大学学报(自然科学版);2001年S1期
19 李东海,吴麒;一类飞行器的多变量鲁棒控制[J];自动化学报;1996年05期
20 梅涛;陈克安;;基于Lyapunov稳定理论的有源噪声控制算法研究[J];电声技术;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张承进;柴天佑;;非最小相位开环不稳定时变系统的稳定自适应控制[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
2 吴忠;丑武胜;;DC/DC升压变换器PI-自适应串级控制[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
3 吴言凤;吴正国;李华;;基于RLS算法的非最小相位自适应逆控制[A];中国航空学会信号与信息处理专业全国第八届学术会议论文集[C];2004年
4 李桂芳;杨成梧;;一类非最小相位非线性系统的鲁棒几乎干扰解耦[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
5 石殿祥;陈树凯;郑天才;任义庆;;用高阶统计量估算非最小相位地震子波[A];1998年中国地球物理学会第十四届学术年会论文集[C];1998年
6 陈洁;潘长鹏;顾文锦;;超声速巡航导弹的纵向通道控制系统设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 章辉;孙优贤;;单变量线性时不变控制系统中的信息率[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
8 袁志宏;王杭州;陈丙珍;赵劲松;;厌氧型发酵生产丙二醇体系的操作区域分区与分析[A];2009中国过程系统工程年会暨中国mes年会论文集[C];2009年
9 撒利明;贾义蓉;;反Q滤波技术研究[A];1994年中国地球物理学会第十届学术年会论文集[C];1994年
10 刘仲一;王旭辉;韩其玉;;利用神经网络实现确定性反褶积[A];1995年中国地球物理学会第十一届学术年会论文集[C];1995年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王宝贤;融合通信参量的网络系统跟踪性能极限研究[D];华中科技大学;2012年
2 丁李;网络系统的性能分析与控制研究[D];华中科技大学;2010年
3 章辉;控制系统中的信息描述与方法[D];浙江大学;2003年
4 谭洪舟;基于高阶统计理论的线性与非线性系统辨识的研究[D];华南理工大学;1998年
5 程雪梅;先进无人机控制策略研究[D];西北工业大学;2000年
6 王后能;控制系统的性能优化分析与设计限制研究[D];华中科技大学;2009年
7 陈芳炯;信道盲辨识、盲均衡理论及应用研究[D];华南理工大学;2002年
8 王敏;级联非线性切换系统的镇定、跟踪与H_∞控制[D];东北大学 ;2009年
9 严忠民;小型化超宽带天线及其阵列设计[D];中国科学技术大学;2012年
10 詹习生;基于通信约束的网络化控制系统最优性能研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 阎岭;非最小相位自适应逆控制及其DSP实现[D];福州大学;2002年
2 李翠萍;基于高阶统计量的非高斯ARMA模型辨识方法的研究[D];国防科学技术大学;2002年
3 吴飞;飞机航迹倾角高精度跟踪控制算法研究[D];电子科技大学;2012年
4 李生权;一类倒立摆系统新型控制策略的研究[D];安徽工业大学;2008年
5 王蕾;QFT在飞行控制系统中的应用[D];西北工业大学;2007年
6 高伟;基于高阶统计实现地震反射系数和子波估计[D];中国海洋大学;2008年
7 何忠亮;基于新扰动观测器的鲁棒控制系统设计[D];华南理工大学;2010年
8 孟祥华;多变量大时滞系统的内模解耦控制[D];东北电力大学;2011年
9 尹美兰;多变量内模解耦控制的研究[D];北京化工大学;2006年
10 陈平;一类非线性多变量对象的解耦内模控制[D];北京化工大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 乐言;挑战性能极限 长城T67掀波澜[N];电子资讯时报;2007年
2 本报记者 诚安;冲破极限[N];计算机世界;2004年
3 ;整合将成为暑期消费潮流?[N];中国计算机报;2002年
4 曹悟尔 ;多NP突破速度瓶颈[N];中国计算机报;2005年
5 《计算机世界》评测实验室 李洋;挑战容量与性能极限[N];计算机世界;2006年
6 练兵;败走麦城 NVIDIA身陷困局[N];中国电脑教育报;2008年
7 本报通讯员 沈峰;云端深处磨利剑[N];中国航空报;2006年
8 ;i815千呼万唤始出来[N];中国电脑教育报;2000年
9 ;64位的威力[N];中国电脑教育报;2005年
10 思泽;日立数据系统Thunder 9585V创I/O吞吐量新高[N];中国高新技术产业导报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978