网络控制系统(NCS)的时延与丢包鲁棒 Hv 控制

"该文研究了在网络控制系统(NCS)中，由于时延和数据包丢失导致的鲁棒𝐻∞控制问题。通过对不确定参数的网络控制系统建模，文章提出了一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函，并利用改进的Wirtinger不等式来推导闭环系统的渐近稳定性和𝐻∞性能的充分条件。这种方法相比于已有的研究成果，其保守性更小。此外，文中还介绍了如何通过线性锥补算法求解次优鲁棒𝐻∞控制器的增益。多个数值实例的分析验证了所提方法的有效性。" 在本文中，主要探讨的是在网络控制系统中的鲁棒控制策略，特别是在存在时延和数据包丢失这两种常见问题的情况下。网络控制系统是现代自动化系统的一种形式，其中控制信号和状态信息通过网络进行传输，而这往往会导致延迟和数据包丢失的问题，影响系统的稳定性与性能。 作者首先关注的是含有不确定参数的NCS，这些不确定性可能源于模型简化、环境变化或传感器/执行器的误差。为了处理这些问题，他们引入了鲁棒 Hv 控制理论，这是一种确保系统在面对不确定性时仍能保持稳定性和性能指标的方法。具体来说，他们提出了一个新颖的Lyapunov-Krasovskii泛函，这是一个用于分析系统稳定性的重要工具，它可以通过能量函数来评估系统的稳定性。 接着，通过改进的Wirtinger不等式，作者能够推导出新的充分条件，这些条件保证了闭环NCS的渐近稳定性以及满足𝐻∞性能标准。Wirtinger不等式通常在非线性优化和控制理论中有用，可以用来处理非凸问题。这里，它的改进版帮助降低了条件的保守性，意味着可以应对更大范围的系统行为。 然后，文章介绍了一种线性锥补算法来计算鲁棒𝐻∞控制器的增益，这是一种优化技术，可以寻找满足特定约束条件的控制器参数，以达到最优或次优性能。通过这样的算法，可以在满足系统稳定性和 Hv 性能的同时，尽可能减少控制器的复杂性。 最后，通过数值实验，作者证明了所提出的方法在实际应用中的有效性。这些实例可能包括不同类型的系统模型和不同的网络条件，进一步巩固了该方法的理论基础和实用性。 这篇文章为网络控制系统的鲁棒 Hv 控制提供了一个新的解决方案，特别考虑了时延和数据包丢失的影响，降低了保守性，并提供了实用的控制器设计方法。这种方法对于提高NCS在实际环境中的可靠性和性能有着重要的意义。