控制理论与应用

作者：邬依林,沈志萍,赵倩,张谦,张菲菲

单位：广东第二师范学院计算机学院,河南师范大学 数学与信息科学学院,河南师范大学 数学与信息科学学院,广东第二师范学院 计算机学院,广东第二师范学院 计算机学院

关键词：网络化控制系统; 随机丢包; 均方可镇定; 协同设计; 调度

基金：广东省自然科学基金项目(2022A1515010485, 2020A1515011208), 国家自然科学基金项目(62473316, 62203155), 河南省科技攻关计划项目 (222102240051), 广东第二师范学院网络工程重点学科项目(ZD2017004)资助.

借助有限容量信道进行设备间信息交互的网络化系统, 其整体性能依赖于控制策略和通信机制. 本文基于调度与控制协同设计思想, 解决多个输入在共享数量有限的通信信道场景下, 所面临的网络化系统反馈控制镇定问题. 其中, 每个通信信道建模为随机丢包模型. 首先, 根据多控制器系统性质, 将多输入系统通过共享信道状态反馈可镇定问题, 转化为切换线性系统在一个调度周期内可镇定问题. 其次, 针对多个输入共享单个随机丢包信道的情况, 采用等价转变思想, 将闭环系统的稳定性问题转化为易于求解的线性算子的稳定性问题. 进一步, 根据系统旺纳姆分解技术和系统最优补灵敏度, 构造出适当的调度策略和控制器, 从而推导出网络化系统可镇定的充分条件, 该条件用丢包率与系统不稳定度关系来表示. 然后, 将上述结论推广到多个输入共享多个随机丢包信道情况. 接下来,根据控制不等式理论、线性编码和解码技术, 给出均匀调度策略下网络化系统可镇定时丢包率需要满足的条件. 最后, 通过数值算例和仿真结果, 验证了所得结论的合理性.

来源：2025年第5期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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