网络控制系统动态输出反馈控制

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多包传输动态输出反馈网络控制系统指数稳定性

ＤＮｉｎ．ｏｇ，ｈｎｉｇ１ｇＡＧＸａｇｄｎＺａｇＱｎ．ｎ２ｉ
（．ｈｎａｇＬｇｎｎｖｒｔ，ｈｎａｇ１０６Ｃｉａ２ＩｓｔｔｏＳｓｍＳｉｎｅ，Ｎｒｅｓｅｎｖｒｔ，ｈｎ１ＳｅｙｎｉｏｇＵｉｓｙＳｅｙｎ０１８，ｈｎ；．ｎｔｕｅｆｙｔｃｃｓｏｔａｔｒＵｉｓｙＳｅ — ｅｉｉｅｅｈｎｅｉ
多包传输动态输出反馈网络控制系统指数稳定性
党向东，张庆灵
（．１沈阳理工大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳１０６；．１１８２东北大学系统科学研究所，辽宁沈阳１００）１４０
摘
要：究在传感器与控制器间的多包传输网络控制系统的指数稳定性和控制器设研计问题．将有时延和有数据包丢失、无时延和有数据包丢失两情形的多包传输动态输出
文献标识码：Ａ
中图分类号：Ｐ３Ｔ１
ＥｘｏｅｔｌＳａｉｔｆＤｙａｉｔｕｅｄａｋｐｎｎｉｔｂｌｙｏｎｍｃＯｕｐｔＦｅｂｃａｉ
ＮＣＳｗｉｈＭｕｔｐｅＰａｋｔＴｒｎｓｓｉｎｔｌｉｌ－ｃｅａｍｉｓｏ
２００８年８月
沈阳理工大学学报
ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＦＳＨＥＮＹＡＮＧＨＧＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳｎＹ
Ｖｏ１．２７Ｎｏ．４Ａｕ．２００８ｇ

网络控制系统的输出反馈保性能控制

网络控制系统的输出反馈保性能控制谢成祥;陈建平;胡维礼【摘要】研究了一类具有不确定时延的网络控制系统输出反馈保性能控制问题.将时延的不确定性建模为系统状态方程系数矩阵的不确定性,在输出反馈条件下,用状态观测器重构系统状态,将保性能控制问题转化为不确定离散系统的输出反馈鲁棒保性能控制问题.利用Lyapunov理论和矩阵不等式方法,得出了输出反馈保性能控制律的设计方法.仿真算例说明了设计方法的有效性.【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2008(022)005【总页数】6页(P53-58)【关键词】网络控制系统;保性能控制;矩阵不等式;状态观测器;不确定时延【作者】谢成祥;陈建平;胡维礼【作者单位】南京理工大学,自动化学院,江苏,南京,210094;江苏科技大学,电子信息学院,江苏,镇江,212003;华中光电技术研究所,湖北,武汉,430074;南京理工大学,自动化学院,江苏,南京,210094【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言网络控制系统NCSs(Networked Control Systems)是涉及通信技术、计算机技术和控制技术的复杂系统,其分析和实现受到网络环境等因素的制约.网络诱导时延是NCS区别于传统控制系统的主要特征之一,不同的控制网络有不同的时延特性,可以是定常的、随机的、不确定的.时延的存在会使系统的性能下降,甚至使系统不稳定,因此是NCS研究中首先要考虑的核心问题.针对NCS中普遍存在的网络诱导时延,文献[1]采用互联网络拓朴结构的描述语言TOD(Topology Description),给出了保持系统稳定的时延范围,但保守性较大;文献[2]采用随机控制方法来设计控制器;考虑扰动的影响,文献[3]基于离散切换系统方法,对系统进行了稳定性分析和扰动衰减分析,这些方法都要求能够检测系统的全部状态.有些情况下,往往只能检测到被控对象的部分信息,难以实现全状态反馈,此时,可采用动态输出反馈控制器或状态观测器来解决这一问题.如文献[4]采用随机控制理论设计了NCS的随机输出反馈控制器,但要求事先知道网络诱导时延的分布规律. 在进行控制系统设计时,不仅要保证系统稳定,而且希望系统能够满足一定的性能指标要求,因此系统的保性能控制研究具有重要的意义.网络控制系统的保性能控制近年来已有研究.文献[5]在文献[6]数学模型的基础上,基于线性矩阵不等式LMIs(Linear Matrix Inequalities)的可行解给出了状态反馈网络控制系统的保性能控制律的设计方法;文献[7]基于动态输出反馈控制,设计了不确定时延网络控制系统的输出反馈保性能控制器.但文献[6]中给出的不确定时延网络控制系统的数学模型,其标称形式是不可控的,因而文献[5,7]中围绕该标称模型所得出的LMI将没有可行解,给控制器的设计带来了困难;文献[8]针对文献[6]中数学模型的不足提出了改进方案,并给出了状态反馈情况下的保性能控制存在的条件和保性能控制律的设计方法,但没有研究输出反馈情况下的保性能控制问题.本文针对一类不确定时延网络控制系统,通过选择合适的标称模型,将时延的不确定建模为范数有界的系统矩阵的不确定性,然后,在不能检测系统全部状态的情况下,构造状态观测器重构系统状态,基于Lyapunov理论和矩阵不等式方法研究了输出反馈网络控制系统的保性能控制问题,给出了保性能控制律存在的条件和保性能控制律的设计方法.1 网络控制系统的数学模型图1 网络控制系统结构Fig.1 Structure of networked control system图2 网络控制系统的信号时序Fig.2 Signal timing of NCS典型的网络控制系统结构如图1所示.图中分别表示被控对象的状态及其在控制器接收端的镜像；分别表示控制量及其在执行器接收端的镜像.由于网络的引入,信号的传输存在时延,用分别表示传感器到控制器和控制器到执行器的网络诱导时延. 对于图1 所示的网络控制系统作如下假设:1) 传感器节点由时间驱动,以固定的周期T(T> 0) 对被控对象采样, 并将数据(被控对象的状态量) 存放在单个数据包中发送到网络;2) 控制器节点为事件驱动, 采样数据到达时刻,计算控制量并输出;3) 执行器节点也为事件驱动,控制量到达时刻,执行相应的动作;4) 网络传输存在不确定时延,不考虑数据包丢失,控制回路总的时延且0≤τk≤T.大多数专门为控制设计的网络如CAN,满足以上假设.在上述假设下,控制系统中各信号的时序如图2所示,图中tk表示第k个采样时刻.考虑线性定常被控对象由以下状态方程描述y(t)=Cx(t)( 1 )其中x(t)∈Rn为对象状态,(t)∈Rm为对象输入,y(t)∈Rp为对象输出,A,B,C为适维矩阵.考虑网络诱导时延的影响,对应于图2中的信号时序,有所以包含网络的广义对象的离散数学模型可表示为xk+1=Gxk+Γ0(k)u(k)+Γ1(k)u(k-1), yk=Cxk( 2 )式中G=eAT,Γ0(k)=eAtBdt,Γ1(k)=eAtBdt.显然,Γ0(k)、Γ1(k)是时变的并且有Γ0(k)+Γ1(k)=H=eAtBdt因此式(2)可化为xk+1=Gxk+(H-Γ1(k))uk+Γ1(k)uk-1,yk=Cxk( 3 )不失一般性,假设矩阵A有一个为0的特征值，一个r重特征值,其余为互异特征值,即A=Λdiag(0,J1,J2)Λ-1式中J1是由非0互异特征值λ2,…,λn-r组成的对角块,J2是由r重特征值λ*对应的约当块,Λ为矩阵A的特征向量组成的矩阵. 这样,Γ1(k)可以表示为令D=Λdiag(α1,α2,…,αn),其中αn-r+1=…=αn=α*E=Λ-1B式中α1,…,αn-r,α*的选择使得FT(τk)F(τk)≤I成立.于是Γ1(k)=DF(τk)E( 4 )式中D,E均为定常矩阵.为方便起见,以下将F(τk)简记为F.NCS的对象离散模型可以转化为具有时滞的不确定性线性离散对象模型(式(3)).从式(3)可以发现,标称模型即为网络诱导时延为0时的离散模型,因此,只要[A,B]可控且采样周期合适,就能保证系统的可控性.针对NCS线性对象离散对象模型,设计输出反馈控制器,使网络闭环系统对于一定范围内的不确定传输时延鲁棒稳定,并使所选取的性能函数均小于某一上界,即把NCS的保性能控制问题转化为研究时滞的不确定离散系统的鲁棒保性能控制问题.2 NCS的输出反馈保性能控制若系统(3)的状态不能全部检测,可取系统基于状态观测器的输出进行反馈,此时,可以构造状态观测器来重构系统的状态,并利用观测器的状态来构成状态反馈.此时,控制器方程为( 5 )式中L∈Rn为待定的输出反馈增益向量.将式(3)和式(5)联立,可得输出反馈网络控制系统的闭环增广状态方程为zk+1=Mzk( 6 )式中定义1 取性能指标( 7 )对于所有满足式(4)的不确定性,如果输出反馈网络控制系统(式(6))渐近稳定,且系统的性能指标值不超过某个确定常数J*,则称相应的输出反馈控制器(式(5))是该系统的输出反馈保性能控制律,且J*为性能指标的上界.引理1 (Schur补)给定常数矩阵A,P=PT>0和Q=QT,则ATPA+Q<0成立,当且仅当或引理2[9] 设M,N,F为具有适当维数的实矩阵,其中F满足FTF≤I,那么存在常数ε>0,使得NTFTM+MFN≤ε-1NTN+εMMT定理1 对于系统(式(3))和性能指标(式(7)),若存在对称正定矩阵X∈Rn×n,矩阵K∈Rm×n,以及正常数ε,使得对于所有非零的xk和所有允许的不确定性(式(4)),矩阵不等式(式(8))成立,则控制律式(5)是系统(式(3))的一个保性能控制律,且性能指标的上界为( 8 )式中证明:取Lyapunov函数为其中P为对称正定矩阵.令V0为性能指标的上界,为保证上界存在,必须满足( 9 )将不等式(9)从k=0到k=∞叠加,考虑到系统渐近稳定时,V∞=0,可得(10)将式 (6)代入到式(9),可得(11)式中式(11)等效于MTPM-P+Π<0(12)由引理1,式(12)等效于(13)矩阵M中含有不确定项,考虑到式(4),有(14)于是,式(13)可以写成(15)由引理2,要使式(15)成立,只要存在正数ε,使得不等式(16)成立.再由引理1,式(16)等效于(17)又因为Π=ΘTΘ,所以,再次使用引理1,式(17)等效于(18)式(18)左乘、右乘diag(I,P-1,I,I)，并令X=P-1,即可得到式(8).证毕.式(8)是关于矩阵X,K和标量ε的双线性矩阵不等式,L可以根据极点配置方法事先确定.不等式(8)可在MATLAB环境下借助于PENBMI软件包求解[10].这种方法不仅给出了一个保性能控制律, 而且给出了保性能控制律的参数化设计方法.如果矩阵P选择为块对角矩阵的形式,仿照文献[7]中的证明方法,可以得到一个线性矩阵不等式,但该线性矩阵不等式只在被控对象开环稳定(即G的全部特征值都在单位圆内)时才可能有可行解,因此不具有一般性.3 仿真算例考虑如下的不稳定被控对象对象和观测器的初始状态均为取采样周期为Ts=0.5 s,网络诱导时延τk≤0.5 s且是随机不确定的,因A的特征值是0.1,-0.95,为保证取α1=0.512 7,α2=0.398 0,则可以计算出使用定理1,取L=[0.173 2 0.340 2],使得G-LC的极点为0.7,0.8.利用PENBMI求解矩阵不等式(7),得到K=[-1.903 9 -2.200 7],ε=0.006 5,图3 系统状态响应曲线Fig.3 System state response curve系统状态响应曲线如图3所示.4 结论本文首先改进了网络控制系统建模时网络诱导时延的处理方法,在网络诱导时延小于采样周期的条件下得到了网络控制系统的具有不确定性的离散化模型,其标称模型是可控的.在输出反馈的条件下,通过观测器重构系统状态,根据Lyapunov定理,使用矩阵不等式方法设计控制器,得到了网络控制系统的输出保性能控制律的设计方法.仿真算例表明了本文方法的有效性.参考文献(References)[1] Walsh G C,Ye H.Stability of networked control systems[J].IEEE Control Systems Magazine,2001,21(1):57-65.[2] Nilsson J Bernhardsson,Wittenmark B.Stochastic analysis and control of real-time systems with random time delays[J].Automatica,1998,34(1):57-64.[3] Lin H,Zhai G,Antsaklis P.Robust stability and disturbance attenuation analysis of a class of networked control systems[C]∥The 42nd IEEEConference on Decision and Control,2003:1182-1187.[4] 朱其新, 胡寿松. 网络控制系统的随机输出反馈控制[J]. 应用科学学报, 2004, 22(1): 71-75.Zhu Qixin, Hu Shousong. Stochastic output feedback control for networked control systems[J].Journal of Applied Science,2004, 22(1):71-75.(in Chinese)[5] 崔桂梅,穆志纯, 李晓理, 等. 网络控制系统保性能控制[J]. 北京科技大学学报,2006,28(6):595-599.Cui Guimei, Mu Zhichun, Li Xiaoli, et al. Guaranteed cost control for networked control systems[J].Journal of Beijing University of Science and Technology,2006, 28(6):595-599. (in Chinese)[6] 樊卫华, 蔡骅, 陈庆伟, 等. 时延网络控制系统的稳定性[J]. 控制理论与应用,2004,21(6):880-884.Fan Weihua, Cai Hua, Chen Qingwei, et al. Stability of networked control systems with time-delay[J].Control Theory and Application,2004, 21(6):880-884.(in Chinese)[7] 邱占芝,张庆灵,刘明. 不确定时延输出反馈网络化控制保性能控制[J]. 控制理论与应用,2007,24(2):274-278.Qiu Zhanzhi, Zhang Qingling, Liu Ming. Guaranteed performance control for output feedback networked control systems with uncertain time-delay[J].Control Theory and Application,2007, 24(2):274-278.(in Chinese) [8] 王罗莎,谢成祥. 时延网络控制系统的保行能控制研究[J].江苏科技大学学报,2007,21(6A):58-62.Wang Luosha, Xie Chengxiang. Research on guaranteed cost control oftime-delay networked control systems[J].Journal of Jiangsu University of Science and Technology,2007, 21(6A):58-62.(in Chinese)[9] 俞立. 鲁棒控制-线性矩阵不等式处理方法[M]. 北京:清华大学出版社,2002.[10] Henrion D, Lofberg J,Kocvara M, et al. Solving polynomial static output feedback problems with PENBMI[C]∥Proceedings of 44th IEEE Conference on CDC-ECC′05, 2005:7581-7586.。

Lurie网络化控制系统动态输出反馈控制器设计

矩阵的方法给小时滞依赖的稳定性条件，并通过增加一等式约束将它转化为线性矩阵不等式表示的可解性问题，从而获得动态输出反馈控制律．最后以两个仿真实例说明了该设计方法的可行性和有效性．
关键词：非线性系统；Ｌｒ系统；网络化控制系统；态输出反馈；性矩阵不等式ｕｉｅ动线
Ａｂｓｒｃ：ａｉｇｉｔｏｓｄｒｔｏｅｗｏｋｉｄｃｄｄｌｙａａｐｃｅｒｐｏｔａｄｄｔｃｅｓｒｅ，ｔａｔ：Ｔｋｎｎｏｃｎｉｅａｉｎｎｔｒ —ｎｕｅｅａ，ｄｔａｋｔｄｏｕｎａａｐａｋｔｄｉｏｄｒｔｅＬｕｉｅｗｏｋｄｃｎｒｌｙｔｍｓｍｏｅｅｓａｍｕｔｐｅｄｌｙＬｒｅｓｓｅ．Ａｅａ — ｅｎｅｔｓａｉｔｈｒｅｎｔｒｅｏｔｏｓｅｉｓｄｌｄａｌｉｌｅａｕｉｙｔｍｄｌｙｄｐｅｄｎｔｂｌｙｉｃｎｉｉｎｉｅｔｂｉｈｄｖａｆｅｉｈｉｇｍａｒｃｓＢａｅｎａｑａｉｎｃｎｔａｎ，ｔｉｒｎｆｒｅｎｏｏｄｔｏｓｓａｌｓｅｉｒｅｗｅｇｔｎｔｉｅ．ｓｄｏｎｅｕｔｏｏｓｒｉｔｉｓｔａｓｏｍｄｉｔａｓｌａｉｔｏｌｍｅｃｉｅｙｌｅｒｍａｒｘｉｅｕａｉ．Ｔｈｙｎｍｉｕｐｔｆｅｂｃｏｔｏａｉｔｅｏｖｂｌｙｐｒｂｅｄｓｒｂｄｂｉａｔｉｎｑｌｙｉｎｔｅｄａｃｏｔｕｅｄａｋｃｎｒｌｗｓｈｎｌｐｅｅｔｄｒｓｎｅ．Ｔｕｒｃｌｅａｐｅｈｗｅｉｉｔｎｄｅｅｔｖｎｓｆｈｅｉｎｍｅｈｄｗｏｎｍｅｉａｘｍｌｓｓｏｆａｂｌｙａｆｃｉｅｅｓｏｅｄｓｇｔｏ．ｓｉｔ

描述计算机控制系统中反馈控制的原理和作用

描述计算机控制系统中反馈控制的原理和作用一、引言在计算机控制系统中，反馈控制是一个核心概念。

它通过将系统的输出信号反馈到输入端，以实现系统行为的调节与优化。

反馈控制是自动控制理论中的关键组成部分，它允许计算机系统根据其操作状态和目标自行调整。

本文将深入探讨反馈控制在计算机控制系统中的原理和作用。

二、反馈控制的原理1. 系统输出与反馈：在反馈控制中，系统首先检测其输出信号，然后将这些信号与原始目标值进行比较。

产生的差异信号，即误差信号，用于指导系统的调整。

2. 误差信号处理：误差信号是系统实际输出与期望输出之间的差异。

通过一系列的逻辑和算术处理，计算机控制系统可以计算误差，并确定为了消除该误差应采取的行动。

3. 调整与优化：根据误差信号，系统会调整其输入或内部参数，以减小误差并优化输出。

这种调整可以是改变系统的增益、调整控制参数或重新配置系统资源等。

三、反馈控制在计算机控制系统中的作用1. 稳定性增强：反馈控制有助于增强计算机控制系统的稳定性。

通过比较实际输出和期望值，系统可以检测到任何偏差并采取纠正措施，防止系统行为的失控或异常。

2. 优化性能：通过实时监控和调整系统参数，反馈控制可以持续优化计算机控制系统的性能。

这确保了系统始终在最佳状态下运行，提高了生产效率和工作质量。

3. 适应性调整：在面对环境变化或操作条件不稳定的情况下，反馈控制系统能够快速适应并调整其行为。

这种能力使计算机控制系统能够在复杂多变的环境中表现出强大的适应性和鲁棒性。

4. 提高精度与准确度：通过持续监测和纠正误差，反馈控制显著提高了计算机控制系统的精度和准确度。

这对于需要高精度输出的系统来说至关重要，例如在制造业中的高精度加工或科学实验中的测量设备。

5. 降低能耗与资源消耗：通过精确调整和控制系统的运行状态，反馈控制有助于降低计算机控制系统的能耗和资源消耗。

这不仅有助于提高系统的运行效率，还有助于减少环境污染和资源浪费。

四、实际应用中的反馈控制1. 温度控制：在工业加热和冷却系统中，温度是一个关键的被控参数。

动态输出反馈实时网络控制系统稳定性分析

ｆｅｂｃ；ｌｅｒｔｘｉｅｕｌｙｅｄａｋｉａｒｑａｉｎｍａｉｎｔ
１引言
网络控制系统（ｔｒｅｏｔｌＳｓｍｓＮｅｗｏｋｄＣｎｒｙｔｏｅＮＣＳ）是一种全分布式、网络化的实时反馈控制ｓ
度的保守性；文献［］】８【针对具有随机大时延的９ＮＣＳ，给出了系统稳定的控制器设计方法，但往ｓ
往需要复杂的离散化处理和控制算法设计；文献【０［针对网络时延小于一个采样周期的１］１１１
２９８３ｔｏｓＳｎａ５２２，ｈｎ）．２２ｒｐ，ａｙ７０Ｃｉａｏ１
Ａｂｓｒｃ：ＳａｂｉｉｔａｔｔｌｔｙｓｔｍｗｉｈｅｌｔｍｅＥｔｒｔａｓｏｎｒｔｉｔｄｉｄｎｈｓｐａｒｙｓｅｔｒａ —ｉｈｅｎｅｃｔｏｌｎｅｓｓｕｅｉｔｉｐｅ．ＢａｅｓｄＯＨ
ＰａＸｉｎｌｇ，，ｎａｏｎ＿ＲｕｉＷａｚｎｈｉ

（．ｏｌｇｆｌｃｉａＥｇｎｅｉｇＮａａＵｎｖｒｉｆｎｉｅｒｇＷｕａ３０３Ｃｉａ１ＣｌｅＥｅｔｃｌｎｉｅｒ，ｖｌｉｅｓｙｏＥｇｎｅｉ，ｅｏｒｎｔｎｈｎ４０３，ｈｎ；
ｅａｐｅｉｇｖｎｔｌｓｒｔｔａｅｎｌｓｔｏｄｔｅｒｓｌａｅｖｌｎｆａｉｌ．ｘｍｌｓｉｅｉｕｔｅｈｔｈａｙｉｍｅｄａｅｕｔｒａｉａｄｅｓｂｅｏｌａｔａｓｈｎｈｄ

分布式网络控制系统的输出反馈控制

数学模型将系统变换为具有状态与控制时变时滞的线性时滞系统．于代数Ｒｅａ方程方法，出了日基ｉｅｔｉ提鲁棒输出反馈控制方法，以使系统闭环控制稳定．真算例结果表明，ｔ．仿在＝２５ｓ时，系统状态都达到了０保证了系，统具有较快的零状态响应速度．出了这类系统的日给鲁棒输出反馈控制器的综合设计示例．关键词：分布式网络控制系统；数Ｒｃａ方程；输出反馈控制；代ｉｔｃｉＨ时变时滞
文章编号：２８２２（０７０－２－６０５－７４２０）１０９００
分布式网络控制系统的输出反馈控制
张湘，肖建
（西南交通大学电气学院，四川成都６０３）１０１
摘
要：建立了同时具有前向通道传输时延和反馈通道传输时延的线性分布式网络控制系统的数学模型．用该
近年来分布式网络控制系统已逐步地应用于控制的实际应用领域，得对分布式网络控制系统的研使
究愈来愈重要．期国内外掀起了分布式网络控制研究的热潮，取得了许多重大的突破性成果，分布近并使式网络控制理论得以逐步完善．布式网络控制系统的中心问题是时延问题Ｊ文献［分．２～６在处理系统］中前向通道和反馈通道的传输时延时都采取了将反馈通道的时延合并到前向通道的时延中，而将系统从转化为只存在控制滞后的系统．种处理方式对于零输入时是可行的，在输入时，种处理方式给输人这存这人为地带来反馈通道的传输时延．因此，笔者直接将系统用同时具有状态与控制滞后的时滞系统模型表示，并基于代数Ｒｃａｉ程（ｌｂａｉｃｔｅｕｔｎＲ方法，计日出反馈控制器，闭环控制ｉｔ方ｃａｅｒｉｒａｉｑａｉ，ＡＥ）ｇｃｃｏ设输使系统渐近稳定．考虑分布式网络控制系统的时延特性，状态滞后和控制滞后处理为时变时滞，有一将具

控制系统中的反馈原理和控制方法

控制系统中的反馈原理和控制方法控制系统是指通过对被控对象进行监测和调节，使其达到期望状态或保持稳定状态的系统。

在控制系统中，反馈原理是一种重要的控制方法，它可以实时获取被控对象的信息并进行调整，以达到系统的稳定性和性能要求。

本文将介绍控制系统中的反馈原理和相应的控制方法。

1. 反馈原理的基本概念反馈原理是指将系统输出的一部分作为输入，并与期望输出进行比较，根据比较结果对系统进行调节的原理。

它基于被控对象的实际输出来修正系统的输入，以实现系统的稳定性和性能要求。

反馈原理包括正反馈和负反馈两种形式。

2. 正反馈的原理和应用正反馈是指系统的反馈信号与输入信号同向，即当系统输出增大时，反馈信号也增大，进一步增大系统输出。

正反馈会导致系统失去稳定性，因此在控制系统中较少应用。

然而，正反馈在振荡电路和某些信号放大器中可以发挥积极作用。

3. 负反馈的原理和应用负反馈是指系统的反馈信号与输入信号反向，即当系统输出增大时，反馈信号减小，进一步减小系统输出。

负反馈通过对系统输入进行调节，使系统输出稳定在期望值附近。

负反馈广泛应用于控制系统中，具有稳定性好、抗干扰能力强的特点。

4. 控制系统中的负反馈控制方法（1）比例控制（P控制）比例控制是最简单的负反馈控制方法之一，其原理是根据系统输出与期望输出之间的差异，按比例调整输入信号。

比例控制通过调整比例系数Kp，可以增加系统的灵敏度和响应速度。

（2）积分控制（I控制）积分控制是在比例控制的基础上增加了积分环节，其原理是累积系统输出与期望输出之间的差异，并按比例调整输入信号。

积分控制能够消除系统静态误差，提高系统的精确度和稳定性。

（3）微分控制（D控制）微分控制是在比例控制的基础上增加了微分环节，其原理是根据系统输出变化的速率进行调整。

微分控制能够有效地减小系统的过渡过程，提高系统的响应速度和抗干扰能力。

（4）比例积分微分控制（PID控制）PID控制是将比例、积分和微分控制相结合的一种控制方法。

什么是反馈控制系统？

什么是反馈控制系统？一、定义和原理反馈控制系统是一种基于反馈机制的自动控制系统，它通过测量系统输出并与期望输出进行对比，以调节系统的输入，使得系统输出逐渐趋近于期望输出。

这种反馈机制可以使系统具有自我调节的能力，是现代控制理论和工程实践中非常重要的一部分。

反馈控制系统的基本原理是通过测量系统输出得到反馈信号，然后将该信号与期望输出信号进行比较，计算出误差信号。

根据误差信号的大小和方向，系统会产生相应的控制信号，来调节系统的输入。

这个过程会不断进行，直到系统输出逐渐趋近于期望输出为止。

二、应用领域反馈控制系统的应用非常广泛，几乎涉及到各个领域。

以下是一些常见的应用领域：1. 工业自动化控制：在工业生产过程中，往往需要对各种物理量进行自动控制，如温度、压力、流量等。

反馈控制系统可以对这些物理量进行监测和调节，提高生产效率和质量。

2. 交通系统控制：在交通系统中，反馈控制系统可以用于信号灯控制、交通流量调节等方面，以优化交通流畅度、减少拥堵和事故。

3. 电力系统控制：反馈控制系统可以用于电力系统的频率和电压稳定控制、发电机控制等方面，以确保电力系统的安全稳定运行。

4. 航空航天系统控制：在飞行器控制系统中，反馈控制系统可以用于自动驾驶、姿态控制等方面，以保证飞行器的稳定性和安全性。

5. 生物医学工程：在医疗设备和生物实验中，反馈控制系统可以用于控制和调节各种生物参数，如心率、血压、药物浓度等。

三、优点和挑战反馈控制系统具有以下优点：1. 自适应性：反馈机制可以根据系统的实际情况进行调节，从而适应不同的工作环境和要求。

2. 鲁棒性：反馈控制系统可以通过不断调节来抵消外部扰动和参数变化对系统性能的影响，从而保持系统的稳定性和性能。

3. 稳定性：反馈控制系统可以通过合适的控制策略来保持系统输出的稳定性，避免不稳定和震荡现象的发生。

然而，反馈控制系统也面临一些挑战：1. 模型不确定性：系统的动态模型往往是不完全和不准确的，这会给系统的设计和调节带来一定的困难。

反馈控制的基本原则

反馈控制的基本原则
反馈控制是一种常用的控制方法，它可以通过对系统行为进行测量并将结果反馈到系
统中的控制器，从而调整控制器的输出来使系统的行为达到特定的目标。

反馈控制的基本
原则包括稳定性、响应性、鲁棒性和性能指标。

稳定性是反馈控制的第一个基本原则，它指的是系统在所有操作条件下都能保持安全
的运行，即不出现不稳定或不可控的行为。

稳定性的实现需要确定系统的稳定性边界，将
控制器输出维持在该边界内，以保证系统的稳定性。

响应性是反馈控制的第二个基本原则，它指的是系统在接收到控制信号后，能够快速、准确地做出相应的调整以实现预定目标。

响应性的实现需要确定系统的动态性能指标，例
如短时间内的稳态误差、过渡时间和超调量等，以优化控制器设计。

鲁棒性是反馈控制的第三个基本原则，它指的是系统在面对各种干扰、变化和不确定
性时，仍能保持稳定和响应性。

鲁棒性的实现需要采用鲁棒控制算法，并通过对系统的建
模和参数校准来提高系统的鲁棒性。

性能指标是反馈控制的第四个基本原则，它指的是控制系统的设计中需要考虑和优化
的性能指标，例如能耗、精度、响应速度和抗干扰能力等。

性能指标的实现需要根据系统
的应用场景和要求，选择相应的控制策略和优化方法。

总之，反馈控制的基本原则包括稳定性、响应性、鲁棒性和性能指标，这些原则互相
依存，必须在设计同步满足，以保证控制系统能够稳定运行并实现预期目标。

基于动态输出反馈的非线性网络化控制系统容错控制

Ａｂｔａｃ：Ｆｒａｃａｓｏｏｌｅｒｎｔｒｅｏｔｏｙｔｍｔｉ－ｅａｓｒｔｏｌｓｆｎｎｉａｅｗｏｋｄｃｎｒ１ｓｓｅｗｉｈｔｍｅｄｌｙ，ｂｓｄｏＳｆｚｙｍｏｅｎａｅｎＴ－ｕｚｄｌ
ｏｈｄｌｆｉｃｗｉｅｔｍｅｄｌｙｎｔｅｍｏｅｅｅｓｉ－ｅａ．Ａｎｈｅｉｎｍｅｈｄｏａｌ—ｏｅａｔｏｔｏｌｒｗａｉｅｙｓｌｏｐｄｔｅｄｓｇｔｏｆｆｕｔｔｌｒｎｎｒｌｓｇｖｎｂｏ— ｃｅｖｎｅｅａＭＩ．ＦｉａｌｉｇｓｖｒｌＬｓｎｌｙ，ｂｅｆｒｉｇａｓｍｕａｉｎ，ｔｅｅｆｃｉｅｅｓａｄｆａｉｉｔｆｔｅｐｏｏｅｙｐｒｏｍｎｉｌｔｏｈｆｅｔｖｎｓｎｅｓｌｙｏｈｒｐｓｄｂｉ
ｔｏ；ｔｍｅｄｌｙｄｐｎｅｃｒｌｉ－ｅａｅｅｄｎｅ
随着工业和国民经济的发展，空航天、油化航石
步的成果［］但研究对象主要集中在线性系统，５，控制策略主要以状态反馈为主．众所周知，－糊模ＴＳ模型由于其独特的建模方式，已经成为解决某些非线性问题的有力工具．期，于该模型的非线性近基
ｄｌｙｄｐｎｅｔｓｆｉｉｎｏｄｔｎｏｎｅｒｔｏｅａ－ｅｅｄｎｕｆｅｔｃｎｉｉｆｉｔｇｉｙｆｒＮＣＳｗｉｈｆｉｒｓｏｃｕｔｒｗａｅｉｅｎｅｉｅｃｏｔａｌｅｆａｔａｏｓｄｒｖｄａｄｖｒｆｄｕｉ

自动控制系统的基本原理与技术

自动控制系统的基本原理与技术自动控制系统是一种能够自主调节、控制和监测的系统，广泛应用于各个领域，包括工业生产、交通运输、通信网络、航空航天等。

它通过感知、决策和执行三个步骤，实现对被控对象的精确控制。

在本文中，我们将介绍自动控制系统的基本原理与技术，并探讨其在现代社会中的应用。

一、自动控制系统的基本原理自动控制系统的基本原理可以总结为反馈控制和前馈控制两种方式。

1. 反馈控制反馈控制是根据被控对象的实际状态与期望状态之间的差异进行调整的一种控制方式。

它通过传感器获取被控对象的输出信号，并将其与预期输出进行对比。

差异信号经过控制器的处理后，通过执行器对被控对象的输入进行调整，使实际输出逐渐趋向于期望输出。

反馈控制可以实现对系统的稳定性和精确性的控制，常用于对动态系统的调节。

2. 前馈控制前馈控制是根据被控对象的输入信号与期望输入信号之间的差异进行调整的一种控制方式。

它通过控制器对期望输入信号进行处理，并将处理后的信号直接作用于被控对象的输入端，以抵消外部扰动对系统的影响。

前馈控制可以提前对系统进行补偿，有效地减小了反馈控制的误差，常用于对静态系统的调节。

二、自动控制系统的基本技术自动控制系统的实现涉及多种基本技术，包括传感器、控制器和执行器等。

1. 传感器传感器是自动控制系统中用于感知被控对象状态的装置。

它可以将物理量、化学量或其他特定量转化为电信号，并传输给控制器。

常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等。

传感器的准确性和响应速度直接影响着控制系统的性能。

2. 控制器控制器是自动控制系统中用于处理输入信号并生成控制信号的核心组件。

它根据传感器获取的信息和预设的控制策略，计算出对被控对象的调节量，并将调节信号发送给执行器。

常见的控制器有PID控制器、模糊控制器、模型预测控制器等。

控制器的设计和调节方法直接影响着控制系统的性能表现。

3. 执行器执行器是自动控制系统中用于执行控制信号的装置。

网络化控制系统连续动态输出反馈控制器设计

ｉｅｕｌｉｓＴｈｍｅｉａｎｄｔｅｓｍｕａｉｎｅａｎｑａｉｅ．ｔｅｎｕｒｃｌａｈｉｌｔｏｘｍｐｌｒｒｓｎｔｄｔｅｏｓｒｔｈｅｅｆｃｉｅｓｆｔｅｗｅｅｐｅｅｅｏｄｍｎｔａｅｔｆｅｔｖｎｅｓｏｈｅａｒａｈ．ｐｐｏｃ
Ｋｅｒｓｎｔｒｄｃｎｒｌｓｓｅ；ｄｅａｙｗｏｄ：ｅｗｏｋｅｏｔｏｙｔｍｌｙ；ｃｎｉｏｓｙｄｙｍｉｕｔｕｔｆｅｂｃｏｔｏｌｒｉｅｒｍａｏｔｎｕｕｌｎａｃｏｐｅｄａｋｃｎｒｌ；ｌａ — ｅｎｔｉｎｅｕｌｔｒｘｉｑａｉｙ；ａｙｍｐｏｉａｌｔｂｅｓｔｔｃｌｓａｌｙ
摘
要：究一类网络化控制系统的连续动态输出反馈控制器的设计问题．设网络化研假
控制系统的被控对象为一个定常时滞系统，网络诱导时滞是随机的且小于一个采样周期其的情况下，此类网络化控制系统模型化为一个混合系统．将然后采用李亚普诺夫函数、性线
ｗｒｅｏｔｌｙｔｍＮＣ）ｗｓｔｄｅ．ｅｓｐｏｅａｔｅｅｗｒｄｃｄｄｌｓｒｎｏａｄｌｏｋｄｃｎｒｓｓ（Ｓａｕｉｄｍｎｓｏｓｅｓｄｈｎｎａｅ
文章编号：００２７（０７１ —０５０１０—４２２０）２０３，６
网络化控制系统连续动态输出反馈控制器设计

短时延网络控制系统H∞动态反馈控制器的设计

沈阳农业大学学报，０００，１１：１－１２１ — ２４（）１３１５

ＪｕｎｌｏｈｎａｇＡｒｕｔｒｌＵｉｒｔ，０００，１１：１－１ｏｒａｆＳｅｙｎｇｉｌａｎｖｓｙ２１－２４（）１３１５ｃｕｅｉ
（．ｏｌｇｆＩｆｒａｉｎａｄＥｅｔｃｌＥｇｅｒｇＳｅｙｎｇｉｌｒｌＵｉｒｔｈｎａｇ１０６ｈｎ；１ｌｅｏｎｏｍｔｎｌｃａｎｉｅｎ，ｈｎａｇＡｒｕｔａｎｖｓｙｅｙｎ１８６ＣｉａＣｅｏｉｒｎｉｃｕｅｉ，Ｓ
包传输多输入多输出系统，真结果表明系统是稳定的且满足Ｈ性能指标，明了控制方法的有效性。仿证关键词：网络控制系统；控制；定性Ｈ稳中图分类号：Ｐ７Ｔ２３文献标识码：Ａ文章编号：００１０（０００一１３０１０ — ７０２１）１Ｏ１— ３
短时延网络控制系统Ｈ∞ 动态反馈控制器的设计
刘源，纪建伟，一，曹英姿
ｆ．阳农业大学信息与电气工程学院，阳１０６；２桂林理工大学信息科学与工程学院，西桂林５１０１沈沈１８６．广４０４
ＤｅｉｎｏｓｇｆＮＣＳｗｉｈＳｏｔＬａｅｃｔｈｒｔｎｙＨＦｅｂｃｎｒｌｒｅｄａｋＣｏｔｏｌｅ
ＬＵＹｕｎＩａ．Ｊｉｎｗｉ，Ｃｎ — ｉＩＪａ－ｅＡＯＹｉｇｚ

网络控制系统的输出反馈保性能控制

ｔｎｌｔｄｔｏｕｔｇａａｔｅｏｔｃｎｒｌｐｏｌｍｒａｕｐｔｄａｋｕｃｒｉｉｃｅｅｓｓｅ．Ｌａｒｓａｅｏａｒｂｓｕｒｎｅｄｃｓｏｔｒｂｅｆｎｏｔｕ￣ｅｂｃｎｅａｎｄｓｒｔｙｔｍａｏｏｔｙ。ｐｎｖｔｅｒｎｔｘｉｅｕｌｉｓａｐｏｃｒｓｄｔｂａｎｔｅｄｓｇｔｏｆｏｔｕｅｄａｋｇａａ — ｕｏｈｏｙａｄｍａｒｎｑａｉｅｐｒａｈａｅｕｅｏｔｉｈｅｉｎｍｅｈｄｏｕｐｔｅｂｃｕｒｎｉｔｏｆｔｅｏｔｃｎｒｌｒＮＣ．ＳｍｕａｉｎｅａｌｈｗｓｔｅｖｌｉｆｈｒｐｓｄｍｅｈｄｅｄｃｓｏｔＳｏｆｏｉｌｔｘｍｐｅｓｏｈａｉｔｏｅｐｏｏｅｔｏ．ｏｄｙｔＫｅｒｓｅｗｏｋｄｃｎｒｌｓｓｅ；ｇａａｔｅｏｔｏｔｌｙｗｏｄ：ｎｔｒｅｏｔｏｙｔｍｓｕｒｎｅｄｃｓｃｎｒ；ｍａｒｅｕｌｉｓｔｔｂｅｅ；ｕｃｒｉｏｔｉｉｑａｉｅ；ｓａｅｏｓｒｒｎｅａｎｘｎｔｖｔ
Ｖ０．Ｎｏ５１２２．Ｏｃ．２０８ｔ０
网络控制系统的输出反馈保性能控制
谢化学院，江苏南京２０９）１０４（．江苏科技大学电子信息学院，２江苏镇江２２０）１０３

控制系统的反馈与前馈控制技术

控制系统的反馈与前馈控制技术控制系统是现代工程中不可或缺的一部分，它可以用来控制各种各样的系统，从机械装置到电子设备。

控制系统的设计和实现涉及多种技术和方法。

其中，反馈与前馈控制技术是两种常用的控制策略，它们对于提高系统的稳定性和性能至关重要。

本文将介绍控制系统的反馈和前馈控制技术，以及它们的应用和优势。

一、反馈控制技术反馈控制技术是一种通过测量系统输出并与期望输出进行比较，然后对系统进行调整的控制策略。

反馈控制系统通常包括传感器、控制器和执行器。

传感器用于测量系统的输出，控制器根据输出和期望输出之间的差异来指导执行器的行为。

反馈控制技术的基本原理是根据系统的实际运行情况进行实时调整，以达到期望的控制效果。

反馈控制技术具有许多优势。

首先，它可以对系统的不确定性和外部干扰做出快速响应，并自动调整系统以适应环境变化。

其次，反馈控制技术可以提高系统的稳定性和鲁棒性，减少系统运行过程中的波动和振荡。

最后，反馈控制技术还可以实现对系统输出的精确控制，使系统在不同的工作条件下始终保持期望的性能。

二、前馈控制技术前馈控制技术是一种根据系统输入的参考信号预测系统输出，并根据预测结果进行控制的策略。

前馈控制系统通常包括传感器、预测器和执行器。

传感器用于测量输入信号和系统输出，预测器根据输入信号的特征和系统的数学模型来预测系统输出的未来变化，执行器根据预测结果来调整系统的控制策略。

前馈控制技术的主要优势在于它可以通过提前预测和调整系统来消除输入信号对系统性能的影响。

这种技术可以在系统遇到外部扰动或变化时快速响应，从而提高控制系统的性能。

此外，前馈控制技术还可以减少系统运行过程中的误差和稳态偏差，使系统更加可靠和精确。

三、反馈与前馈控制技术的综合应用在实际控制系统中，反馈与前馈控制技术通常会综合应用，以充分发挥各自的优势。

综合应用反馈与前馈控制技术可以实现更加精确和稳定的控制效果，提高系统的性能和鲁棒性。

在一些高精度、高稳定性要求的系统中，反馈控制技术可以提供及时的误差修正，使系统能够在快速变化的工作环境中保持稳定。

基于输出反馈的网络系统控制器的设计

郑宝瑞陆仲达，
（．１齐重数控装备股份有限公司；．２齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院，江齐齐哈尔１１０）黑龙６０６
［摘
一
要】对网络控制系统进行分析，在考虑网络诱导时延和数据包丢失的基础上，于一定的数据包丢失率和不大于基
个采样周期的时延建立数学模型，研究了动态输出反馈网络控制系统指数稳定性和控制器设计问题，系统建模为将
随着网络共享资源不断丰富，络控制系统应运而生．网络控制系统主要是通过网网络将信息在控制系统各部件间：ｉ进行交换．网络控制系统以网络布线方便，源共享，＃Ｎ－资
［收稿日期］０９—０ｏ２０３一６
［作者简介］郑宝瑞（９５一）男，士，１６，学工程师，主要从事计算机机控制和数控机床设计方面的工作。
・
９・３
枣庄学院学报
２１００年第２期
ｒｔ＝Ａｘ（）＋Ｂｕ（）（）ｔｔＬ＝Ｃｘ（）ｙｔ
网络控制系统存在网络诱导时延、据包丢失、包传输与多包传输、声干扰等问题．数单噪
本文针对网络控制系统存在的问题进行分析，立有￣－和数据包丢失存在的数学模建－，延ｊ型，行控制器的设计，后研究有时延和数据包丢失情况下网络控制系统稳定性问题，进随并用仿真验证设计的有效性．

反馈控制系统

2
基本原理
反馈控制系统的工作原理可以概括为"反馈回路"
传感器负责监测系统的状态，并将相关信息传递给控制器
然后，控制器将这个误差转化为一个适当的控制信号，以驱动执
行器产生必要的修正
基本原理
这种回路包括三个主要部分：传感器、控制器和执行器
控制器根据这些信息以及预设的参考值(即期望输出)来计算误差
4
优点
优点
反馈控制系统具有以下优点自适应：由于其闭环设计，反馈控制系统能够根据系统的当前状态和环境变化进行调整，以适应不同的条件和要求鲁棒性：由于其内部反馈机制，即使在外部扰动或内部故障的情况下，反馈控制系统也能保持相对稳定的状态
优点
精确性：通过比较期望输出和实际输出之间的差异并进行调整，反馈控制系统可以实现较高的精确度和性能
执行器则负责实施这些修正，以减小实际输出与期望输出之间的差异
3
系统组成
系统组成
反馈控制系统通常由以下几个主要部分组
成
系统组成
传感器：负责监测系统的状态，并将相关信息传递给控制器。传感器的精度和可靠性直接影响到整个系统的性能控制器：根据传感器的输入以及预设的参考值(即期望输出)来计算误差。控制器可以是硬件设备，也可以是计算机程序。其主要任务是生成一个适当的控制信号，以驱动执行器产生必要的修正
执行器：负责实施控制器发出的修正信号。执行器可以是一个电动机、一个阀门、一个灯泡等。其任务是根据控制信号调整系统的状态，以减小实际输出与期望输出之间的差异
被控对象：指需要被控制的设备或过程。被控对象的特性直接影响到反馈控制系统的设计和性能反馈回路：这是连接传感器、控制器和执行器的闭合回路。在这个回路中，信息流动并被处理，以实现误差的修正和系统的自我调整

反馈控制名词解释

反馈控制名词解释反馈控制是一种通过测量系统输出，与期望输出之间的误差，并将误差作为输入信号用于调整系统的控制输入，以达到期望输出的控制方法。

它是工程控制理论中的基本概念，也是现代自动控制理论的重要组成部分。

反馈控制系统由四个基本元素组成：传感器、比较器、控制器和执行器。

传感器用于测量系统输出，将测量结果转换为电信号。

比较器将期望输出与实际输出进行比较，产生误差信号。

控制器接收误差信号，并根据预先设定的控制规则生成控制指令。

执行器根据控制指令调整系统的控制输入，使系统向期望输出靠近。

反馈控制的基本原理是不断监测系统输出与期望输出之间的差异，并根据差异大小调整系统的控制输入，使系统不断接近期望输出。

通过反馈控制，系统能够自动调整自身的工作状态，以适应外界环境的变化和工作要求的变化，从而保持系统在预定性能范围内稳定运行。

反馈控制有许多优点。

首先，通过反馈控制，系统能够自动调整自身的控制输入，使系统稳定在期望输出附近，增强了系统的鲁棒性和稳定性。

其次，反馈控制能够提高系统的响应速度，减小系统的超调量和调整时间。

此外，反馈控制还能够减小外界干扰的影响，提高系统的抗干扰能力。

反馈控制应用广泛，在各个领域都有重要的应用。

在工业自动化领域，反馈控制被广泛应用于机械、电子、化工等各类生产设备中，可以实现自动化生产和调节过程。

在交通领域，反馈控制被应用于交通信号灯控制、自动驾驶系统中，可以提高交通效率和安全性。

在航空航天领域，反馈控制被应用于自动飞行控制、导航系统中，可以提高航空器的控制精度和稳定性。

在生物医学领域，反馈控制被应用于药物输送、心脏起搏、神经调控等医疗设备中，可以实现精确的治疗和控制。

反馈控制还在环境保护、能源管理等方面有着广泛的应用。

总之，反馈控制是一种重要的控制方法，通过测量系统输出与期望输出之间的误差，并将误差作为输入信号用于调整系统的控制输入，实现对系统的控制和调节。

具有鲁棒性、稳定性、抗干扰能力强等优点，广泛应用于各个领域，为现代科学技术的发展和社会进步做出了重要贡献。

自动控制基本概念

自动控制基本概念自动控制是一种通过自动化技术对系统或过程进行控制的方法。

它涉及对一个或多个变量（如温度、压力、流量等）进行监测和控制，以实现特定的系统响应或性能。

以下是对自动控制基本概念的详细解释。

一、开环控制和闭环控制在自动控制系统中，根据是否存在反馈，可以将控制分为开环控制和闭环控制。

1.开环控制（Open-loop Control）：开环控制是指控制器直接根据输入值对被控对象进行控制，而不考虑系统输出对控制过程的影响。

开环控制系统结构简单，但无法对系统误差进行纠正，因此常用于对精度要求不高的场合。

2.闭环控制（Closed-loop Control）：闭环控制是指控制器通过反馈回路获取系统输出信息，并根据系统偏差进行控制。

闭环控制系统能够实时监测系统误差，并对其进行纠正，因此具有更高的控制精度和稳定性。

二、稳态和动态根据系统的状态，可以将控制分为稳态控制和动态控制。

1.稳态控制（Steady-state Control）：稳态控制是指系统在平衡状态下进行的控制。

在稳态控制中，系统的输入和输出量保持恒定，没有时间变化。

例如，保温炉的温度控制就属于稳态控制。

2.动态控制（Dynamic Control）：动态控制是指系统在随时间变化状态下进行的控制。

在动态控制中，系统的输入和输出量随时间变化，需要控制器根据系统响应进行调整。

例如，无人机的飞行控制就属于动态控制。

三、反馈和前馈在自动控制系统中，根据对系统响应的监测方式，可以将控制分为反馈控制和前馈控制。

1.反馈控制（Feedback Control）：反馈控制是指控制器通过比较实际输出与期望输出之间的偏差来进行控制。

在反馈控制中，控制器仅考虑系统的当前状态，而不考虑未来的干扰因素。

2.前馈控制（Feedforward Control）：前馈控制是指控制器通过预测未来的干扰因素来进行控制。

在前馈控制中，控制器不仅考虑系统的当前状态，还考虑未来的干扰因素，并提前进行补偿。

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网络控制系统动态输出反馈控制
摘要：考虑传感器到控制器信道上的丢包和时延以及控制器到执行器信道上的时延，该文研究了连续时间网络控制系统动态输出反馈控制问题。

通过考虑量测输出到达时刻的非均匀分布特性并引入线性估计方法估计量测输出，建立了新的网络控制系统模型。

基于新建模型，给出了动态输出反馈控制器设计准则。

最后通过数值例子验证了该文提出了控制器设计方法的有效性。

关键词：网络控制系统；动态输出反馈；线性估计方法；丢包；时延
中图分类号：tp31 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2013）13-2998-03
1 概述
网络控制系统由于具有安装维护简单、高可靠性等优点，在过去几十年的到了广泛的关注。

然而，将网络引入控制系统中将会带来诸如：丢包、时延等挑战，这些负面影响将会严重影响系统性能，因此研究具有丢包和时延的网络控制系统具有重要的意义。

现有文献大都针对具有丢包和时延的网络控制系统状态输出反
馈进行了研究[1-6]。

然而，在现实世界中，系统的状态并不是都能量测的。

通过采用动态输出反馈控制，可以获得受控系统的状态。

由于动态输出反馈控制器较状态反馈控制具有一般新，因此受到广泛的关注[7-9]。

文献[10]研究了具有时变时延的不确定随机系统的全维动态输出反馈控制问题。

针对连续时间和离散时间两种切换
线性系统，文献[11]研究了相应的动态输出反馈h∞控制问题。

基于现有文献分析，对传感器到控制器信道存在时延和丢包，控制器到执行器信道存在时延的连续时间网络控制系统，考虑量测输出的非均匀分布特性并引入线性估计方法估计量测输出，该文研究了相应的动态输出反馈控制器设计问题。

2 问题描述
5 结论
针对传感器到控制器信道存在时延和丢包，控制器到执行器信道存在时延的网络控制系统，考虑量测输出到达时刻的非均匀分布特性，并引入线性估计方法，建立了基于动态输出反馈控制的网络控制系统模型。

基于该系统模型，给出了动态输出反馈控制器设计方法。

通过数值例子验证了本文提出方法的有效性。

参考文献：
[1] z. mao， b. jiang， and p. shi.h1 fault detection filter design for networked control systems modelled by discrete markovian jump systems[j].iet control theory applications，2007，1（5）：1336-1343.
[2] a. onat， t. naskali， e. parlakay， and o. mutluer.control over imperfect networks： model-based predictive networked control systems[j].ieee transactions on industrial electronics，2011，58（3）：905-913.
[3] y.-b. zhao， j. kim， and g.-p. liu.error bounded sensing
for packetbased networked control systems[j].ieee transactions on industrial electronics，2011，58（5）：1980-1989.
[4] d. e. quevedo and d. něsic′.input-to-state stability of packetized predictive control over unreliable networks affected by packet-dropouts[j].ieee transactions on automatic control，2011，56（2）：370-375.
[5] y.-l. wang and g.-h. yang.h∞ control of networked control systems with time delay and packet disordering[j].iet control theory applications，2007，1（5）：1344-1354.
[6] j. xiong and j. lam.stabilization of networked control systems with a logic zoh[j].ieee transactions on automatic control，2009，54（2）：358-363.
[7] x.-m. zhang， q.-l. han， d. han.effects of small time-delays on dynamic output feedback control of offshore shteel jacket structures[j].journal of sound and vibration，2011，330（16）：3883-3900.
[8] b. du， j. lam， and z. shu.stabilization for state/input delay systems via static and integral output
feedback[j].automatica，2010，46（12）：2000-2007.
[9] g.-h. yang and j. dong.switching fuzzy dynamic output feedback h∞control for nonlinear systems[j].ieee
transactions on systems， man， and cybernetics- part b：cybernetics，2010，40（2）：505-516.
[10] s. xu， t. chen.h1 output feedback control for uncertain stochastic systems with time-varying delays[j]. autoumatica，2004，40：2091-2098.
[11] g. s. deaecto， j. c. geromel， and j. daafouz.dynamic output feedback h∞control of switched linear
systems[j].automatica，2011，47（8）：1713-1720.。