事件驱动网络化控制系统的分析与综合

网络化控制系统涉及计算机、通信、网络与自动控制等诸多领域，已经成为近几年国内外研究的热点。在网络化控制系统中，一般假设传感器按照固定的周期对被控对象进行采样，但是在网络通信环境较差的情况下，传感器的时钟驱动工作方式会增加网络拥塞程度，导致更大的网络传输时滞和数据丢包概率，影响整个闭环系统的稳定性。本项目将假设传感器的工作方式是事件驱动的，并针对网络传输时滞，数据丢包等基本问题研究事件驱动网络化控制系统的分析与综合问题。首先考虑事件驱动策略的设计以及事件驱动网络化控制系统的建模问题。在此基础上进一步研究状态反馈和输出反馈网络化控制器的设计问题，以及基于事件驱动传感器的网络时滞补偿控制器的设计问题，并且利用数值仿真和实验对所给出的理论结果进行仿真和实验验证。本项目旨在提出一套较为完整的事件驱动网络化控制系统的分析与设计方法，为网络化控制系统在实际应用中提供理论支持。

在国家自然基金项目（61104098）的资助下，所取得的成果包括：1）提出了便于减少网络通信负载的基于观测器的输出反馈事件驱动控制策略，自触发控制策略和三种改进的事件驱动PID控制策略；2）建立了网络化控制系统的随机模型，针对线性和非线性系统，提出了主动补偿网络传输时滞和数据丢包的状态反馈和输出反馈网络时延预测补偿控制与稳定性分析方法；3）针对带有匹配外部干扰的连续系统和离散系统，建立了设计滑模面的奇异系统设计方法，设计了改善系统动态性能滑模控制器，以及主动补偿干扰影响的抗干扰控制器，并将其应用到网络化控制系统中。