随机长时延网络控制系统：保性能策略与马尔可夫模型

"本文主要探讨了具有随机长时延的网络控制系统(NCSs)的建模与保性能控制策略。作者吴玉书、俞立和宋洪波来自浙江工业大学信息工程学院，他们使用马尔可夫链来模拟网络中的反馈和前向通道延迟，并通过线性矩阵不等式(LMI)技术结合李亚普诺夫方法，为这类系统提供了稳定性及性能保证的分析和设计方法。" 在NCSs中，网络通信带来的延迟是系统性能的关键挑战，特别是当延迟随机变化时，这可能导致系统不稳定。文章指出，过去的研究通常假设两个通信通道的延迟共享相同的概率分布，但实际情况并非如此。因此，作者采用了两个独立的马尔可夫链，分别代表反馈通道和前向通道的延迟，这样可以更准确地反映网络的动态特性。 通过对闭环NCS进行建模，作者构建了一个与当前和过去时延状态相关的马尔可夫随机切换系统。他们利用线性矩阵不等式技术和李亚普诺夫理论，推导出系统随机稳定且具有二次性能指标上界的充分条件。此外，他们还提出了一种状态反馈保性能控制器的设计方法，以确保系统的性能在随机延迟的影响下仍能得到维持。 数值实例验证了这种方法的有效性，证明了所提出的控制策略能够有效应对网络诱导的随机延迟，从而保证NCSs的性能。这一研究对于理解和解决网络控制系统中延迟问题具有重要的理论与实践价值，为实际工程应用提供了新的设计思路。 关键词如"网络控制系统"、"随机长时延"、"马尔可夫切换系统"、"线性矩阵不等式"和"保性能控制"，揭示了文章的主要研究方向和技术手段。文章特别关注了网络延迟对控制系统性能的影响，以及如何通过先进的控制策略来克服这些挑战。这些研究对于网络控制系统的未来发展，尤其是在工业自动化、智能交通、远程医疗等领域具有深远影响。