时延与丢包下NCS的H∞保性能容错控制策略与验证

本文研究的是网络化控制系统（NCS）在面对存在时延和丢包的复杂通信环境下的保性能容错控制问题。时延和丢包是网络通信中的常见挑战，它们对系统的稳定性及控制性能产生了显著影响。该研究专注于执行器或传感器失效时，如何确保系统能在外部有限能量扰动下保持预定的性能水平。 作者们将丢包视为一种特殊的时延，考虑了综合时延可能的快速变化特性。他们采用状态反馈控制策略，通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函，这是一种在非线性控制理论中常用的分析工具，用于评估系统的稳定性。通过这种方式，他们推导出了一套时滞依赖的充分条件，这些条件确保了闭环系统在面对执行器或传感器故障时，仍能维持H∞（无穷大）保性能的容错能力。H∞控制是一种优化控制策略，它强调系统的鲁棒性和稳定性，尤其适用于存在不确定性或噪声的系统。 论文的核心贡献在于提出了一种基于线性矩阵不等式（LMIs）的方法来设计最优控制器。LMIs是数学优化工具，能够有效地解决控制系统的优化设计问题，提供了一种量化和求解控制律的方法。通过这种方法，设计者可以找到既能抵抗故障又能保持系统性能最佳的控制器。 最后，作者通过一个实际的仿真例子验证了他们提出的控制策略的有效性和可行性。这不仅展示了理论分析与实践应用之间的联系，也提供了对方法性能的直观评估。整个研究对于理解和改善网络化控制系统的可靠性、稳定性和抗干扰能力具有重要的理论和实际意义，对于提升这类系统在工业自动化和远程监控等领域的应用具有深远影响。