网络控制系统鲁棒H∞滤波器设计：时滞与线性矩阵不等式方法

"基于时滞的网络控制系统鲁棒H∞滤波 (2012年) - 中南大学学报(自然科学版) Vol.43No.10 - 陈刚, 朱红求, 阳春华, 孔玲爽" 本文主要探讨了网络控制系统中鲁棒H∞滤波器的设计方法，特别是针对含有时滞的系统。时滞在网络控制系统中是一个普遍存在的现象，它可能由通信延迟、采样周期以及处理时间等因素引起，对系统的稳定性和性能有显著影响。为了克服这些挑战，研究者采用了Lyapunov-Krasovskii泛函和积分不等式的技术。 Lyapunov-Krasovskii泛函是一种在稳定性分析中广泛使用的工具，通常用于证明系统的稳定性。然而，在传统的应用中，其导数中的某些项可能会被忽略，因为它们被认为对稳定性分析影响不大。该论文指出，这些被忽略的项实际上可能包含有用的信息，可以用来更精确地描述系统动态。因此，作者选择保留这些项，以更全面地考虑系统行为。 在处理系统不确定性方面，论文采取了一种鲁棒控制的方法。不确定性可能来源于模型简化、参数变化或外界干扰。通过建立鲁棒H∞性能分析准则，作者确保了即使在存在不确定性的情况下，滤波器也能保持良好的性能。这里，H∞滤波器的目标是减小信号通过滤波器后的噪声干扰，同时保持系统稳定性。 为了实现这一目标，论文提出了基于线性矩阵不等式（LMI）的滤波器设计方法。线性矩阵不等式是一种强大的工具，常用于解决优化问题，尤其是在控制理论中，因为它可以将复杂的问题转化为易于处理的矩阵形式。这种方法允许设计者找到满足特定性能指标的滤波器参数，比如最小化保守性。 数值实例验证了所提设计方法的有效性，结果显示，与传统方法相比，该方法具有更低的保守性。这意味着它能够在保证系统性能的同时，对时滞和不确定性有更强的容忍度，从而提高了滤波器的设计灵活性和性能。 这篇论文为网络控制系统中时滞问题的处理提供了新的见解和实用的设计策略，对于理解和改善这类系统中的滤波性能具有重要意义。对于从事网络控制、滤波器设计以及系统稳定性分析的工程师和研究人员来说，这是一个有价值的研究成果。