被動變采樣周期網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的H∞控制器設(shè)計

本文研究了具有被動變采樣周期網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的H∞控制器設(shè)計問題。提出了
基于采樣周期切換的方法（采樣周期在有限集合內(nèi)切換），并利用該方法將具有時變采樣周期及時延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建模為切換系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，通過求解滿足一組線性矩陣不等式約束的多目標優(yōu)化問題，研究了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的H∞控制器設(shè)計方法。仿真結(jié)果驗證了基于采樣周期切換的H∞控制器設(shè)計方法的有效性。
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)被引入到反饋控制系統(tǒng)中。這種具有網(wǎng)絡(luò)的分布
式控制系統(tǒng)，稱為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（NCSs）。
與傳統(tǒng)的點對點直接控制系統(tǒng)相比， NCSs易于安裝和維護，能有效地提高可靠性，減
少系統(tǒng)重量、體積、能耗和布線，因而廣泛應(yīng)用于設(shè)備制造、交通通訊、航空航天等控制領(lǐng)域。但同時NCSs中也存在傳輸時延、數(shù)據(jù)包丟失、噪聲干擾等問題，這使得傳統(tǒng)的控制理論必須重新評估后才能應(yīng)用于NCSs中。
文[1-4]討論了NCSs的時延分析及穩(wěn)定性問題。文[5，6]討論了變采樣周期的問題，但
是沒有考慮H∞控制器設(shè)計。文[7，8]分析了NCSs的網(wǎng)絡(luò)特性，文[2，4]中考慮的系統(tǒng)中傳感器的采樣周期是常數(shù)。然而在NCSs中，計算機負載的變化、網(wǎng)絡(luò)的影響以及器件故障等會導致采樣周期在某個理想周期左右波動。另外，系統(tǒng)狀態(tài)還會受到外部干擾的影響。因此，如何合理的設(shè)計控制器，克服數(shù)據(jù)包丟失、外來干擾所帶來的影響,從而確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定且保持好的性能，具有十分重要的意義。
本文首先將具有被動時變采樣周期的NCSs建模為一個切換系統(tǒng)，然后利用本文提出的基
于采樣周期切換及時延切換的方法研究了NCSs的H∞控制器設(shè)計方法。仿真結(jié)果驗證了本文所提出的H∞控制器設(shè)計方法的有效性。