第
19
卷第
1
期
Vo
l. 19 No. 1
控制与决策
2004
年
1
月
Jan.
2004
Control
and
Decision
文章编号:
1001-0920(2004)01-0017-05
于
LMI
方法的网络化控制系统的
H
∞
控制
姜培刚，姜借富，李春文，徐文立
〈清华大学自动化系，北京
100084)
摘
要:为克服时延和不同步对系统性能产生的影响，将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定
性，将网络化控制系统的状态向量扩张为增广状态向量，利用所提出的基于
LMI
的
H
∞鲁捧控制方法，通过状态的静
态反馈控制，使得系统在没有外界未知扰动影响的情况下，闭环系统是二次稳定的;在系统存在外界未知扰动影响
时，闭环系统具有较好的干扰抑制作用.仿真示例验证了该控制方法的有效性.
关键词:网络化控制系统
z
时延;不同步;
LMI;
H
∞控制;鲁棒控制
中图分类号:
TP272
文献标识码
:A
Robust
H
∞
cootrol
for
the networked
control
systems based
00
L
岛
11
,
JIANG Pei-gang , JIANG Xie-fu ,
LI
Chun-
ω
en
，
XU Wen-li
(De
partment
of
Automation
,
Tsinghua
University
,
Be
ijing 100084 , China.
Correspondent:
JIANG
Pei-gang
,
E-mail:
jpg99@mails.tsinghua.edu.cn)
Abstract:
A
new
robust
H =
control
method
based
on
the
linear
matrix
inequality
(LMD
approach
is
proposed
for
control
systems
connected
by
network.
The
uncertainty
of
time
delays is
converted
to
the
uncertainty
of
the
parameter
matrix
, and
the
states
are
transformed
to
the
augmented
states
to
eliminate
the
effect
of
the
asynchronism.
The
closed-loop
system
can be quadratically stabilized by
the
suatic
state
feedback
if
no
disturbance
exists.
When
the system
is affected
by
unknown
disturbance
,
the
closed-loop
system
has
a
disturbance
attenuation.
Key
words:
networked
control
system;
delay
time;
asynchronism;
LMI;
H =
control;
robust
control
1
引言
基于现场总线的分布式网络控制系统，其结构
如图
1
所示.近年来，这种网络化系统的控制问题引
起了许多研究者的兴趣[川].本文考虑由一个被控
对象和一个控制器组成的网络化控制系统，通过设
计适当的控制器，使得被控对象具有良好的稳定性
和对外界未知扰动具有较强的抑制能力.
分布式网络控制系统中的时延可分为
4
类:1)
被控对象与控制器之间数据传输的时延
;2)
控制器
收稿日期:
2002-09-26;
修回日期:
2003-01-03.
在进行控制时的时延
;3)
控制器与被控对象之间命
令传输的时延;4)被控对象从接收命令到执行命令
的时延(这个时延很小，一般都予以忽略).
针对网络控制系统中的传输时延(即
1
类和
3
类)时延，
Halevi
和
Ray
口，幻考虑了具有连续时间对
象和离散时间控制器的网络控制系统，系统采用增
广状态空间法表示，从而得到一个有限维的时变离
散时间模型，但该控制方法仅适用于周期性时延
的网络系统.
Ray[3J
和
Nilsson
等
[4J
采用随机控制的
基金项目
2
国家自然科学基金资助项目
(6977
4011)
;国家自然科学基金重点项目
(69934010);
国家重点基础研究专
项基金项目
(G
1998020307).
作者简介:姜培刚(1
976
一)
，男，江苏南通人，博士生，从事时延控制、鲁棒控制等研究;徐文立
0947-)
，男，江苏扬
州人，教授，博士生导师，从事自动控制、计算机视觉及机器人等研究.
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