控制约束下网络控制系统H∞鲁棒控制设计与仿真

本文主要探讨了2009年7月发表在《控制工程》杂志上的一篇论文，标题为“具有控制约束的网络控制系统的鲁棒H∞控制”。作者屈百达、洪丽敏和任华来自江南大学通信与控制工程学院，他们针对网络控制系统（Networked Control Systems，NCS）特有的控制输入限制，提出了一个具有外部扰动的系统模型，并深入研究了其H∞性能。 在论文中，作者假设网络控制系统中的H∞控制器和执行器采用事件驱动模式，而传感器则采取时间驱动。他们强调了一个关键条件，即网络诱导的时延必须小于传感器的采样周期，这是保证系统稳定性和实时性的基础。他们将这类网络控制系统的广义被控对象建模为线性离散系统，利用Lyapunov函数和线性矩阵不等式（LMI）这一工具进行系统稳定性分析。 通过这种方法，他们得出了一个闭环系统渐近稳定的充分条件，并给出了设计H∞控制器的具体算法。这个控制器的设计目标是提高网络控制系统在面对外部扰动时的鲁棒性和性能。论文还讨论了系统H∞控制器存在的必要条件和实现方法，表明通过实施这种控制器，能够显著改善具有控制约束的网络控制系统的动态响应和抗干扰能力。 最后，作者通过Matlab仿真实验验证了所提出的控制器的有效性，证明了在实际应用中，这种鲁棒的H∞控制策略能够有效地应对网络控制系统中的复杂动态环境和约束条件。 本文的研究对于理解和优化具有控制约束的网络控制系统具有重要的理论价值和工程实践意义，尤其是在确保系统稳定性的同时，兼顾了网络通信效率和实时性能。通过解决这类问题，有助于提升网络控制系统的整体性能和可靠性。