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山东大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (1): 49-56.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2013.142

• 控制科学与工程 • 上一篇    下一篇

一类执行器饱和非线性Hamilton网络控制系统H∞控制器设计

洪晓芳1,2,王玉振1*, 魏爱荣1   

  1. 1.山东大学控制科学与工程学院,山东 济南 250061;
    2. 山东劳动职业技术学院电气及自动化系, 山东 济南 250100
  • 收稿日期:2013-05-14 出版日期:2014-02-20 发布日期:2013-05-14
  • 通讯作者: 王玉振（1963- ），男，山东泰安人，教授，博导，博士，主要研究方向为非线性控制，Hamilton控制系统理论，逻辑动态网络，复杂系统．E-mail：yzwang@sdu.edu.cn E-mail:yzwang@sdu.edu.cn
  • 作者简介:洪晓芳（1982- ），女，山东济南人，博士研究生，讲师，研究方向为时滞饱和系统鲁棒控制.E-mail: qingfeng3582@sina.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(G61074068，G61174036，G61374065)；山东省泰山学者专项资助项目；山东省自然科学基金资助项目(ZR2010FM013)

H∞-controller design for a class of nonlinear Hamilton networked contol systems with actuator saturation

HONG Xiao-fang1,2, WANG Yu-zhen1*,  WEI Ai-rong1   

  1. 1. School of Control Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China;
    2.  Department of Electrics and Automation, Shandong Labor Vocational and Technical College, Jinan 250100, China
  • Received:2013-05-14 Online:2014-02-20 Published:2013-05-14

PDF (PC)

913

摘要：

研究了一类执行器饱和非线性Hamilton网络控制系统H∞状态反馈控制器设计问题。该类网络控制系统中存在不确定的网络时延及丢包, 待设计的控制器受到饱和因素的约束, 且系统的外部扰动范数有界但统计特性未知。结合Hamilton系统结构特性, 当网络时延和连续丢包有界时, 将网络时延和连续丢包转化为时变时滞, 应用LyapunovKrasovskii稳定性理论来分析和设计H∞控制器, 使其满足H∞性能指标, 控制器中的未知参数通过求解不等式来确定。算例分析与仿真验证了方法的有效性。

关键词: H&infin, 控制, 非线性Hamilton系统, 时延, 数据包丢失, 网络控制系统

Abstract:

The H∞ state-feedback controller design problem for a class of nonlinear Hamilton networked control systems with actuator saturation was investigated. Subject to actuator saturation, uncertain networkinduced delays and data packet dropout were included in the networked control systems. The disturbances of the systems studied have unknown statistical characteristics but bounded norm. First, according to the structural characteristics of Hamilton systems and the bound of networkinduced delays and data packet dropout, networkinduced delays and data packet dropout were changed into time-varying time-delay. Then, by using the stability theorem of Lyapunov-Krasovskii,  the H∞ controller was designed and which also satisfied the requirements in  H∞ performance. The unknown parameters of the controller were obtained by solving a special kind of inequalities. Finally, a example was given to illustrate the efficiency of the proposed method.

Key words: networked control systems, nonlinear Hamilton systems, H∞control, data packet dropout, time-delay

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