执行器饱和网络控制系统的稳定性与L2增益优化

本文主要探讨了执行器饱和网络化控制系统的稳定性与$L_2$增益控制问题。作者陈永刚和费树岷来自东南大学自动化学院以及河南科技学院数学系，他们针对实际工程中常见的执行器饱和现象，对网络化控制系统的稳定性进行了深入研究。网络化控制系统由于其分布式和通信延迟特性，使得传统的控制理论在处理执行器饱和时面临挑战。 首先，作者构建了一个基于切换系统的模型，这个模型考虑了网络连接的不连续性和不确定性，为分析系统稳定性提供了基础。他们通过对切换系统的稳定性分析，得出了网络化控制系统的稳定条件，这对于确保系统的正常运行和防止不稳定行为至关重要。 在寻求更广的吸引域，即使系统能够更好地抵抗外部扰动，作者提出了一个优化问题，旨在设计更有效的控制策略。这种优化旨在最小化系统响应的$L_2$增益，即从扰动到控制输出的能量传递，这对于保证系统性能和减少响应时间具有重要意义。 接着，文章关注了零初始条件下的控制器设计。通过状态反馈控制，作者提出了一种方法，能够在给定的常数下限制系统的$L_2$增益，这确保了系统在面对扰动时具有良好的动态响应特性。 为了进一步提升系统的稳定性，作者还引入了一个松弛的界限条件，从而提出了改进的稳定条件。这种方法不仅考虑了执行器的物理限制，也考虑了系统整体的动态特性，提高了控制策略的鲁棒性。 最后，通过数值实例和仿真实验，作者验证了他们的理论结果的有效性和实用性。这些实验结果表明，提出的控制策略能够在实际应用中有效应对执行器饱和问题，显著改善了网络化控制系统的性能。 本论文对于理解执行器饱和网络化控制系统的关键控制问题、提高系统稳定性和优化性能提供了有价值的理论贡献，对于相关领域的研究人员和工程师具有很高的参考价值。