网络控制系统中时滞的鲁棒H∞滤波设计

"具有时滞的网络控制系统的鲁棒H∞滤波" 在现代工业自动化和远程监控领域，网络控制系统（Networked Control Systems, NCSs）已成为主流，它们通过网络来传输控制信号，实现了分布式控制和信息共享。然而，网络环境引入了延迟，这对系统的性能和稳定性带来了挑战。本文主要探讨了在网络控制系统中，如何设计鲁棒H∞滤波器以应对这些挑战。 时滞是网络控制系统中的一个关键问题，它可能源于数据传输的延迟、处理延迟以及采样和量化延迟等。时滞的存在可能导致系统的不稳定性和性能下降。因此，设计能够处理时滞的鲁棒H∞滤波器显得至关重要。H∞滤波器是一种保证系统在存在不确定性和干扰时仍能保持良好性能的滤波器，它以最小化传递到输出的干扰能量为优化目标，同时保证系统的稳定性。 本文采用了Lyapunov-Krasovskii泛函和积分不等式的方法来处理时滞问题。Lyapunov-Krasovskii泛函是稳定性分析中的一个常用工具，它可以用来描述系统的动态行为。通过精心选择泛函的形式，可以考虑时滞的影响并确保系统的稳定性。积分不等式则用于将复杂的非线性问题转化为线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequalities, LMI），这是现代控制理论中解决优化问题的一种有效手段。 在设计鲁棒H∞滤波器的过程中，作者保留了Lyapunov-Krasovskii泛函导数中通常被忽略的一些项，这些项对于准确描述时滞的影响至关重要。通过对系统不确定性进行处理，建立了滤波器误差系统的鲁棒H∞性能分析准则。这个准则允许在存在不确定性的情况下，仍然保证滤波器的性能指标。 通过线性矩阵不等式的求解，作者提出了一种新的鲁棒H∞滤波器设计方法。这种方法相较于传统的设计方法，其优势在于具有更低的保守性，即在满足稳定性的同时，滤波器的设计更灵活，能够更好地应对系统中的不确定性。数值实例验证了这种方法的有效性，表明即使在有显著时滞的情况下，设计的滤波器也能提供良好的性能。 这篇研究论文针对网络控制系统中的时滞问题，提出了一种基于Lyapunov-Krasovskii泛函、积分不等式和线性矩阵不等式的鲁棒H∞滤波器设计方法。这种方法为处理时滞和不确定性提供了新的思路，对于提升网络控制系统的稳定性和性能有着重要的理论和实践意义。