网络控制系统：饱和非线性约束下的鲁棒H∞优化

"具有饱和非线性约束的网络控制系统鲁棒H∞优化控制 (2008年) - 李金娜, 张庆灵, 韩世迁" 本文研究了在网络控制系统中，如何处理随机时延和数据包丢失带来的稳定性问题。在考虑系统不确定性以及外部输入干扰的情况下，研究者引入了控制输入的饱和非线性约束，以建立一个通用的系统模型。饱和非线性约束是指当控制输入超出一定范围时，其效果不再线性增加，而是达到一个上限或下限，这在实际系统中是常见的现象。 基于Lyapunov稳定性理论，论文提出了一种鲁棒稳定性的充分条件，适用于具有饱和非线性约束的网络控制系统。Lyapunov方法是一种常用的方法，通过构造一个Lyapunov函数来分析系统的稳定性，如果这个函数能证明系统状态的总能量是减小的，那么系统就是稳定的。 进一步，作者们探讨了如何设计控制器以实现γ次优和最优的鲁棒H∞控制。H∞控制旨在最小化系统输出对干扰的响应，同时保证系统的稳定性。他们给出了使系统满足这些性能指标的充分条件，并导出了最优H∞镇定输出反馈控制律。镇定输出反馈控制是通过控制系统的输出来反馈调节控制输入，以确保系统的稳定性。 仿真结果证实了所提出的H∞镇定判据的有效性，同时证明了在饱和约束条件下实施的鲁棒H∞优化控制策略是切实可行的。这表明，即使在网络控制环境中存在诸多不确定性和干扰，该方法也能提供稳健的控制性能。 关键词：网络控制系统；饱和非线性约束；随机时延；数据包丢失；鲁棒H∞优化控制 该研究对于理解和解决网络控制系统的复杂动态行为，特别是在通信网络受限的环境下，提供了理论依据和技术手段。对于实际应用，如工业自动化、航空航天控制等，具有重要的指导意义。