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网络控制系统的优化设计

网络控制系统的优化设计
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作者: 著 , [澳] （Qing-Long Han） 著 , 著
出版社: 科学出版社
2019-11
版次: 1
ISBN: 9787030627940
定价: 98.00
装帧: 平装
开本: 16开
页数: 224页
分类: 计算机与互联网
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  • 网络控制系统具有重要的应用价值，已成为近年来研究的热点之一。《网络控制系统的优化设计》首先阐述了网络控制系统的国内外研究现状与发展趋势、存在的问题和不足；然后以网络控制系统的H∞性能优化控制器设计为主线，对变采样周期网络控制系统的H∞控制与故障检测问题进行讨论，提出了时延切换方法、时延切换与参数不确定性相结合的方法来处理网络诱导时延，给出了网络控制系统的丢包补偿方案，分析了网络控制系统的输出跟踪控制器设计问题，探讨了数据漂移对网络控制系统性能的影响；最后对网络控制系统有待进一步研究的问题进行展望。 目录
    前言
    第1章 绪论 1
    1.1 引言 1
    1.2 网络控制系统的研究现状 2
    1.2.1 时延及丢包 2
    1.2.2 最优控制 4
    1.2.3 通信受限 4
    1.2.4 容错与故障检测 5
    1.2.5 预测控制 5
    1.2.6 跟踪控制 6
    1.2.7 变采样周期 6
    1.2.8 其他典型问题 7
    1.3 网络控制系统研究的热点问题 8
    1.4 本书主要内容 11
    1.5 本章小结 14
    参考文献 14
    第2章 预备知识 25
    2.1 网络控制系统H1性能指标 25
    2.2 主要引理 26
    2.3 本章小结 27
    参考文献 27
    第3章 变采样周期网络控制系统H1控制 28
    3.1 引言 28
    3.2 长时延多丢包被动时变采样周期网络控制系统设计 28
    3.2.1 问题描述 29
    3.2.2 时变采样周期网络控制系统H1控制器设计 30
    3.2.3 数值算例 39
    3.3 被动时变采样周期网络控制系统综合 41
    3.3.1 问题描述 42
    3.3.2 H1性能优化与控制器设计 43
    3.3.3 数值算例 53
    3.4 主动时变采样周期网络控制系统设计 55
    3.4.1 问题描述 56
    3.4.2 无丢包补偿系统的H1控制器设计 58
    3.4.3 具有丢包补偿系统的H1控制器设计 62
    3.4.4 数值算例 65
    3.5 主动变采样网络控制系统故障检测滤波器设计 67
    3.5.1 基于主动变采样的网络控制系统建模 69
    3.5.2 故障检测滤波器设计 71
    3.5.3 数值算例 77
    3.6 本章小结 80
    参考文献 81
    第4章 随机时延网络控制系统的性能优化 85
    4.1 引言 85
    4.2 基于时延切换的网络控制系统设计 85
    4.2.1 问题描述 85
    4.2.2 基于时延切换的H1性能优化与控制器设计 87
    4.2.3 基于参数不确定性的H1控制器设计 89
    4.2.4 数值算例 92
    4.3 时延切换与参数不确定性相结合的网络控制系统设计 93
    4.3.1 问题描述 93
    4.3.2 时延切换与参数不确定性相结合的H1控制器设计 97
    4.3.3 数值算例 107
    4.4 本章小结 110
    参考文献 110
    第5章 基于预测及线性估计的丢包补偿 113
    5.1 引言 113
    5.2 基于预测控制的时延及丢包补偿 114
    5.2.1 问题描述 114
    5.2.2 状态反馈网络控制系统的H1控制器设计 116
    5.2.3 基于观测器的H1控制器设计 120
    5.2.4 数值算例 123
    5.3 基于线性估计的时延及丢包补偿 125
    5.3.1 问题描述 125
    5.3.2 基于时延切换的H1控制器设计 128
    5.3.3 时延切换与参数不确定性相结合的H1控制器设计 131
    5.3.4 数值算例 136
    5.4 本章小结 137
    参考文献 138
    第6章 基于信道共享的丢包补偿 140
    6.1 引言 140
    6.2 问题描述 140
    6.3 网络控制系统H1性能分析及控制器设计 142
    6.3.1 多共享信道网络控制系统 142
    6.3.2 单信道网络控制系统 151
    6.4 数值算例 153
    6.5 本章小结 155
    参考文献 155
    第7章 网络控制系统的输出跟踪控制 156
    7.1 引言 156
    7.2 问题描述 156
    7.2.1 常数采样周期网络控制系统扩展闭环模型 157
    7.2.2 时变采样周期网络控制系统扩展闭环模型 158
    7.3 H1输出跟踪性能分析及控制器设计 160
    7.3.1 常数采样周期网络控制系统 160
    7.3.2 时变采样周期网络控制系统 169
    7.4 数值算例 171
    7.5 本章小结 175
    参考文献 175
    第8章 有限信道及数据漂移网络控制系统控制器设计 177
    8.1 引言 177
    8.2 离散时间网络控制系统建模 178
    8.3 H1性能分析 183
    8.4 控制器设计 192
    8.5 数值算例 196
    8.6 本章小结 199
    参考文献 199
    第9章 基于观测器的建模与控制器设计 202
    9.1 引言 202
    9.2 基于观测器的连续时间网络控制系统建模 203
    9.3 基于观测器的控制器设计 208
    9.4 对现有结果的改进 214
    9.5 数值算例 215
    9.6 本章小结 217
    参考文献 218
    第10章 结论与展望 221
  • 内容简介:
    网络控制系统具有重要的应用价值，已成为近年来研究的热点之一。《网络控制系统的优化设计》首先阐述了网络控制系统的国内外研究现状与发展趋势、存在的问题和不足；然后以网络控制系统的H∞性能优化控制器设计为主线，对变采样周期网络控制系统的H∞控制与故障检测问题进行讨论，提出了时延切换方法、时延切换与参数不确定性相结合的方法来处理网络诱导时延，给出了网络控制系统的丢包补偿方案，分析了网络控制系统的输出跟踪控制器设计问题，探讨了数据漂移对网络控制系统性能的影响；最后对网络控制系统有待进一步研究的问题进行展望。
  • 目录:
    目录
    前言
    第1章 绪论 1
    1.1 引言 1
    1.2 网络控制系统的研究现状 2
    1.2.1 时延及丢包 2
    1.2.2 最优控制 4
    1.2.3 通信受限 4
    1.2.4 容错与故障检测 5
    1.2.5 预测控制 5
    1.2.6 跟踪控制 6
    1.2.7 变采样周期 6
    1.2.8 其他典型问题 7
    1.3 网络控制系统研究的热点问题 8
    1.4 本书主要内容 11
    1.5 本章小结 14
    参考文献 14
    第2章 预备知识 25
    2.1 网络控制系统H1性能指标 25
    2.2 主要引理 26
    2.3 本章小结 27
    参考文献 27
    第3章 变采样周期网络控制系统H1控制 28
    3.1 引言 28
    3.2 长时延多丢包被动时变采样周期网络控制系统设计 28
    3.2.1 问题描述 29
    3.2.2 时变采样周期网络控制系统H1控制器设计 30
    3.2.3 数值算例 39
    3.3 被动时变采样周期网络控制系统综合 41
    3.3.1 问题描述 42
    3.3.2 H1性能优化与控制器设计 43
    3.3.3 数值算例 53
    3.4 主动时变采样周期网络控制系统设计 55
    3.4.1 问题描述 56
    3.4.2 无丢包补偿系统的H1控制器设计 58
    3.4.3 具有丢包补偿系统的H1控制器设计 62
    3.4.4 数值算例 65
    3.5 主动变采样网络控制系统故障检测滤波器设计 67
    3.5.1 基于主动变采样的网络控制系统建模 69
    3.5.2 故障检测滤波器设计 71
    3.5.3 数值算例 77
    3.6 本章小结 80
    参考文献 81
    第4章 随机时延网络控制系统的性能优化 85
    4.1 引言 85
    4.2 基于时延切换的网络控制系统设计 85
    4.2.1 问题描述 85
    4.2.2 基于时延切换的H1性能优化与控制器设计 87
    4.2.3 基于参数不确定性的H1控制器设计 89
    4.2.4 数值算例 92
    4.3 时延切换与参数不确定性相结合的网络控制系统设计 93
    4.3.1 问题描述 93
    4.3.2 时延切换与参数不确定性相结合的H1控制器设计 97
    4.3.3 数值算例 107
    4.4 本章小结 110
    参考文献 110
    第5章 基于预测及线性估计的丢包补偿 113
    5.1 引言 113
    5.2 基于预测控制的时延及丢包补偿 114
    5.2.1 问题描述 114
    5.2.2 状态反馈网络控制系统的H1控制器设计 116
    5.2.3 基于观测器的H1控制器设计 120
    5.2.4 数值算例 123
    5.3 基于线性估计的时延及丢包补偿 125
    5.3.1 问题描述 125
    5.3.2 基于时延切换的H1控制器设计 128
    5.3.3 时延切换与参数不确定性相结合的H1控制器设计 131
    5.3.4 数值算例 136
    5.4 本章小结 137
    参考文献 138
    第6章 基于信道共享的丢包补偿 140
    6.1 引言 140
    6.2 问题描述 140
    6.3 网络控制系统H1性能分析及控制器设计 142
    6.3.1 多共享信道网络控制系统 142
    6.3.2 单信道网络控制系统 151
    6.4 数值算例 153
    6.5 本章小结 155
    参考文献 155
    第7章 网络控制系统的输出跟踪控制 156
    7.1 引言 156
    7.2 问题描述 156
    7.2.1 常数采样周期网络控制系统扩展闭环模型 157
    7.2.2 时变采样周期网络控制系统扩展闭环模型 158
    7.3 H1输出跟踪性能分析及控制器设计 160
    7.3.1 常数采样周期网络控制系统 160
    7.3.2 时变采样周期网络控制系统 169
    7.4 数值算例 171
    7.5 本章小结 175
    参考文献 175
    第8章 有限信道及数据漂移网络控制系统控制器设计 177
    8.1 引言 177
    8.2 离散时间网络控制系统建模 178
    8.3 H1性能分析 183
    8.4 控制器设计 192
    8.5 数值算例 196
    8.6 本章小结 199
    参考文献 199
    第9章 基于观测器的建模与控制器设计 202
    9.1 引言 202
    9.2 基于观测器的连续时间网络控制系统建模 203
    9.3 基于观测器的控制器设计 208
    9.4 对现有结果的改进 214
    9.5 数值算例 215
    9.6 本章小结 217
    参考文献 218
    第10章 结论与展望 221
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