网络化控制系统H∞保性能设计：兼顾QoS与控制性能

"这篇论文探讨了基于QoS的网络化控制系统H∞保性能控制问题，重点关注在存在时延、丢包和参数不确定性的情况下的控制策略。通过应用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）方法，研究人员证明了在非理想网络环境中，网络化控制系统可以实现H∞保性能控制的充分条件。文中提出了一种新的设计方法，该方法综合考虑了系统的控制性能和网络服务质量，以确保在满足性能指标的同时，优化网络资源的利用。仿真结果证实了这种方法的有效性。" 本文是康军和戴冠中两位作者的研究成果，发表于2009年，涉及的领域包括网络化控制系统、H∞保性能控制、网络服务质量、控制性能质量和线性矩阵不等式。研究的核心是在具有时延和数据丢包的网络化控制系统中，如何处理外界干扰和参数不确定性对控制性能的影响。H∞保性能控制是一种确保系统在面临不确定性或干扰时仍能保持稳定并达到预定性能标准的控制策略。 在具体方法上，研究者利用Lyapunov稳定性理论，这是一种分析系统稳定性的重要工具，通过构造Lyapunov函数来证明系统的渐近稳定性。同时结合线性矩阵不等式技术，这是一种强大的数学工具，可用于解决非线性系统的设计和分析问题。通过这些理论，他们建立了网络化控制系统中存在H∞保性能控制器的充分条件。 进一步，该研究提出了一种基于网络服务质量的控制器设计方法。在实际的网络化控制系统中，网络服务质量（QoS）包括数据传输的延迟、丢包率等关键因素，这些都会影响控制系统的性能。因此，设计出的控制器不仅要保证系统的控制性能，还要考虑网络资源的高效利用和QoS的保证，从而实现控制性能与网络服务之间的平衡。 最后，通过计算机仿真，研究人员验证了所提方法的实际效果，证明了在具有时延和丢包的网络环境下，这种综合性的控制策略能够有效地提升网络化控制系统的性能，并确保了控制目标的实现。 这篇论文为网络化控制系统的优化设计提供了一种新思路，强调了在网络控制中兼顾系统性能和网络服务质量的重要性，并提供了理论基础和实用方法。这一研究成果对于网络环境下的自动化控制、智能交通、远程监控等领域的控制系统设计有着重要的参考价值。