具有任意丢包和时延的网络控制系统滤波研究

【摘要】控制信号和反馈信号以数据包的形式在系统的多个组件之间通过网络互相传输数据的系统为网络控制系统(NCS)。而通信网络的不稳定特性常常会引起系统数据传输延迟以及多包传输、数据拥塞、时序错乱和丢包等现象，这样就不可避免地影响了控制系统的性能指标，甚至会导致系统不稳定。所以具有时滞和丢包的网络控制系统的研究多年来受到了众多学者的广泛关注。对于含有时延或者丢包的网络控制系统，其稳定性与控制问题至关重要。文中首先研究了一类包含不确定时变时滞的网络控制系统时滞依赖鲁棒稳定性，获得了时滞依赖稳定性判据。其次，本文还研究了一类具有任意丢包的网络控制系统关于丢包补偿的稳定性分析与控制问题，得到系统稳定区域。再次，针对同时包含丢包和时延的网络控制系统进行滤波估计研究，设计最优滤波器。具体研究内容为以下几个方面：(1)针对一类具有范数有界摄动不确定参数和非线性摄动不确定参数的时变时滞网络控制系统，通过构造适当的Lyapunov泛函利用Jensen不等式变换技术导出该系统鲁棒稳定性的充分条件，以线性矩阵不等式来表达。(2)针对一类具有任意丢包的网络控制系统的线性二次型高斯控制(LQG)问题，考虑置零输入和保持输入两种补偿方法，通过Kalman滤波器处理过程噪声和测量噪声，获得相应的临界丢包率，用滤波估计值来设计最优控制器，通过求解最优值函数求得最优控制器增益，对两种丢包补偿方法分别得到最优控制律和控制器/执行器之间的临界丢包率，结论表述为线性矩阵不等式表示。(3)针对一类具有任意丢包和时延的网络控制系统进行Kalman滤波估计的研究，通过Kalman滤波器处理过程噪声和测量噪声，基于最小方差估计的原理，利用射影的性质设计滤波器。论文最后对时滞分段的Lyapunov函数方法在网络控制系统的时滞依赖鲁棒稳定性方面的应用，两种丢包补偿方法在线性二次型高斯控制问题上的应用以及针对同时包含丢包和时延所设计的滤波器的应用做了总结，同时对今后的研究进行了展望。
【作者】吴晗；
【导师】高金凤；
【作者基本信息】浙江理工大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】网络控制系统；时延；丢包；线性二次型高斯问题；Kalman滤波；

【参考文献】
[1]陈月姣.淀粉纳米晶的酯化改性及其应用研究[D].中南林业科技大学,食品科学,2014,硕士.
[2]李剑.典型医疗废物组分的热解及气化特性研究[D].浙江大学,2004.
[3]刘隽.初级对外汉语教材生词注释问题研究[D].山东师范大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[4]邱凯.江西省劳动人事争议仲裁办案自动化系统的分析与设计[D].云南大学,软件工程,2012,硕士.
[5]胡强.聚丙烯纤维水泥混凝土路面抗裂性能研究[D].长安大学,交通运输工程（专业学位）,2013,硕士.
[6]葛启斌.违反行政程序表现形态及法律后果之比较分析[D].苏州大学,法律,2003,硕士.
[7]傅纪磊,张力平,龚夏颖,谢丽云,张新跃.高校附属医院人才继续医学教育工作初探[J].科教文汇(上旬刊),2014,12:82-83.
[8]肖德昶.从文字时代的“文学自觉”到图像时代的“新文学自觉”[D].温州大学,文艺学,2012,硕士.
[9]王国营.语音掩蔽系统的研究[D].北京交通大学,2014.
[10]岳雨龙.基于生态观的企业品牌战略管理研究[D].华东交通大学,企业管理,2013,硕士.
[11]陈鸿博.大规模三维地形的简化研究[D].大连理工大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[12]蒋慧敏.阿伐那非类似物N-（2-嘧啶甲基）-2-氨基-4-（3-氯-4-甲氧基苄氨基）-5-嘧啶甲酰胺的合成研究[D].复旦大学,化学工程,2012,硕士.
[13]于庆文,李超岭,张克信,杨东来,朱云海,葛梦春.数字地质填图研究现状与发展趋势[J].地球科学,2003,04:370-376.
[14]吴冬慧.Ru(Ⅱ)-PNN催化酯转化为醇及Ru(Ⅱ)-PNP与醇反应理论研究[D].曲阜师范大学,无机化学,2013,硕士.
[15]张中宝.突发性聋患者睡眠和焦虑抑郁状态的研究[D].广州医科大学,耳鼻咽喉科学,2014,硕士.
[16]李标森.营业受托人忠实义务的法律规制[D].宁波大学,经济法学,2014,硕士.
[17]黄盛.米仓山地区构造隆升与灯影组多期流体活动研究[D].成都理工大学,构造地质学,2013,硕士.
[18]闫俊.化学酶法合成氟代Thomsen-Friedenreich（T）抗原及其唾液酸化衍生物[D].山东大学,微生物与生化药学,2013,硕士.
[19]杨婷婷.独立光伏发电系统控制研究[D].南京邮电大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[20]刘周强.肾脏小肿瘤的诊疗策略[D].华中科技大学,外科学,2013,硕士.
[21]宁慧.新农村背景下大学生村官文化功能研究[D].山西师范大学,政治学理论,2014,硕士.
[22]张屹.牛部分脱蛋白异种骨复合自体红髓在治疗枪伤后骨缺损中的实验研究[D].第四军医大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[23]吕骁.基于力反馈的带电作业机器人智能交互控制系统[D].山东建筑大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[24]吴雅静.城市轨道交通CBTC数据管理单元安全关键软件设计与开发[D].北京交通大学,自动化控制,2013,硕士.
[25]李军,张超谟.应用测井、地震资料进行底砂体储层横向预测实例[J].石油地球物理勘探,1997,S2:23-26+189.
[26]罗亚非,王海峰,范小阳.研发创新绩效评价的国际比较研究[J].数量经济技术经济研究,2010,03:28-41.
[27]王碧.液浮转子式微陀螺静电伺服技术研究[D].哈尔滨工业大学,微电子学与固体电子学,2014,硕士.
[28]颜琳琳.融资偏好视角下我国上市公司投资不足和投资过度问题研究[D].山东财经大学,金融学,2013,硕士.
[29]赵莉莉.樟脑磺酸掺杂聚苯胺薄膜制备及其电致变色性能研究[D].哈尔滨工业大学,材料工程,2013,硕士.
[30]王静.入世与越南对外贸易政策的调适研究[D].云南财经大学,世界经济,2013,硕士.
[31]王婷霄.特发性肺间质纤维化的中西医诊治进展及导师经验[D].北京中医药大学,中医内科学,2013,硕士.
[32]龚霞,马建国,毛燕妮,刘淑娟,赵晓蕊,熊友发.巯基-β-环糊精/石墨烯复合膜电极对多巴胺的电化学行为研究[J].江西农业大学学报,2012,06:1291-1295.
[33]常伯慧.电磁轨道发射弹道图像处理研究[D].燕山大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[34]檀艳静.基于遥感作物模型的东北玉米产量和低温冷害模拟研究[D].中国气象科学研究院,气象学,2014,硕士.
[35]叶利.基于企业ERP系统的成本管控应用研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[36]秦海明.基于SWOT分析的朝阳市文化产业发展对策研究[D].大连理工大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[37]胡南.工程胶合木胶合成型技术研究[D].中南林业科技大学,木材科学与技术,2013,硕士.
[38]赵晶晶.马克思技术异化思想及当代启示研究[D].沈阳师范大学,科学技术哲学,2014,硕士.
[39]丁蕴石.可控硅变流装置中触发脉冲的选择及线路设计[J].冶金自动化,1977,04:1-10.
[40]刘林.1000MW机组引风机配置方案改造研究及仿真[D].华北电力大学,模式识别与智能系统,2012,硕士.
[41]郭琴.针刺运动疗法治疗颈型颈椎病的临床研究[D].广州中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2013,硕士.
[42]黄贤新.嵌入式EtherCAT主/从站通信控制器的应用研究[D].广东工业大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[43]谢晓娣.台湾豫剧音乐多元化的探索与实践[D].中国戏曲学院,戏剧戏曲学,2013,硕士.
[44]李丽娜.CRM:从信息搜集到数据挖掘[J].互联网周刊,2001,28:50-51.
[45]张武.改性高钛渣中金红石相的选择性分离[D].东北大学,化学工程,2010,硕士.
[46]颜海璐.The Unity of Life and Art-A Study of Virginia Woolf’s to the Lighthouse[D].浙江大学,英语语言文学,2003,硕士.
[47]周阔.运用“塔多思”软件解决协作式翻译中的一致性问题[D].北京交通大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[48]高跃.陆军LH部队油料保障效能评估体系研究[D].电子科技大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[49]李俊灵.我国专利实施的影响因素分析[D].北京化工大学,科学技术哲学,2013,硕士.
[50]唐晴.帕金森病患者的经颅超声及部分非运动症状的相关研究[D].苏州大学,神经病学（专业学位）,2013,硕士.