基于SMM/HSMM的网络控制系统模型化分析与综合方法

网络控制系统的分析与设计是当前控制领域研究的热点问题，考虑随机时延和丢包等问题的系统建模与分析已有许多研究成果，目前的研究中大多将网络时延和丢包问题表示成Markov过程进行分析，另一方面，已有成果大都假设网络控制系统的时延特性和丢包特性、概率统计情况等信息已知，本项目以网络负载状态不能确切可知或部分可知的网络控制系统为研究对象，首先建立基于网络负载的半Markov模型(SMM)，分析系统稳定性与网络负载参数的制约关系；然后，研究网络负载模态变化未知情况下系统的模态估计与控制器设计方法，并且研究网络负载模态的转移概率矩阵信息不完整情况下的信息估计、系统鲁棒性分析与设计问题，最终实现有效和实用的负载模态、转移概率矩阵估计算法，进而给出满足系统性能指标的控制器设计方法，搭建相应的网络控制系统实验平台，获得一系列网络负载信息不完整情况下系统模态估计与性能分析方面有突破性的研究成果。

本项目以网络负载状态不能确切可知或部分可知的网络控制系统为研究对象，首先建立基于网络负载的半Markov模型(SMM)，分析了系统稳定性与网络负载参数的制约关系，得到了基于半Markov模型的系统建模与分析方法；然后，在网络负载模态变化未知情况下，研究了基于隐Markov模型的网络控制系统模态估计和控制器设计方法；进一步地，基于隐半Markov模型的鲁棒稳定性分析方法，研究了网络负载模态的转移概率矩阵信息不完整情况下的信息估计、系统鲁棒性分析与设计问题，最终实现有效和实用的负载模态、转移概率矩阵估计算法，进而给出满足系统性能指标的控制器设计方法，搭建相应的网络控制系统实验平台。. 本项目还对复杂动态网络的输出同步和无源性进行了理论分析。另一方面，结合过程控制系统的干扰问题，项目还拓展了网络控制系统时延分布和干扰随机分布的性质，研究了非高斯网络控制系统的熵优化问题，为网络控制系统分析与控制在工业过程应用打下良好的理论基础。