第
23
卷第
8
期
控制与决策
2008
年
8
月
Aug. 2008
Vo
l.
23
No.8
Control
and
Decision
文章编号
1001-0920(2008)08-0888-06
一类通讯受限不确定网络控制系统鲁棒
H
∞滤波
夏红伟，马广程，王常虹，马
闯
(哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨
15000
1)
摘
要:针对一类通讯受限的不确定网络控制系统，研究了鲁棒
Hoc
滤波器设计问题.通过引入两个附加的松弛矩
阵使
Lyapunov
矩阵和系统矩阵得到分离，得到了一个新的具有更低保守性的鲁棒
Ho>
性能判据，并基于该判据设计
了系统的鲁棒
Ho
滤波器.当将其应用于具有凸多面体不确定性的网络控制系统时可以得到和系统不确定性相关联
的
Lyapunov
函数，有效降低了设计的保守性.数值算例验证了所提出算法的可行性和优越性.
关键词:网络控制系统;离散系统;鲁棒滤波;参数依赖
中图分类号:
TP13
文献标识码
A
Robust
Hoo
filtering
for
a
c1
ass
of
uncertain networked
control
systems with
Ii
mited communication
XIA
Hong-wei
,
MA
Guang-cheng
,
WANG
Cha
η
g-hong
，
MA
Chuang
(School
of
Astronautics
,
Harbin
Institute
of
Technology
,
Harbin
150001 , China.
Correspondent:
XIA
Hong-wei
,
E-mail:
simonxhw@163.com)
Abstract:
The
problem
of
robust
filtering is
studied
for
networked
control
systems
with
limited
bandwidth
and
polytopic
uncertainties.
Through
introducing
two
slack
matrices
for
separation
between
the
sys
.t
ems
matricès
and
the
Lyapunov
matrices
, a
new
Hc
二
performance
criterion
with
a less
conservativeness
is
obtained
, which is used
to
design
a
robust
Hc_c
filter. By
applying
the
filter
on
polytopic
uncertain
system
,
the
vertex-dependent
Lyapunov
functions
can
be
adopted
to
deliver a less
conservative
result.
A
numerical
example
is employed to
illustrate
the
effect
of
the
proposed
approach.
Key words:
Networked
control
system;
Discret
e-
time
system;
Robust
filtering;
Parameter-dependent
1
51
中一一口
网络控制系统
(NC
凹，是指传感器、控制器、执
行器等通过实时网络构成闭环反馈的控制系统，它
是一种分布式控制结构，具有全开放、安装维护简
单、可靠、灵活及控制资源共享等优点〔叫.控制回路
中通信网络的引人，也带来了一些问题，最明显的是
有限的网络资源和控制系统的实时性要求之间的矛
盾，这样网络控制系统的性能不仅取决于系统控制
算法的设计，还取决于系统网络资源的调度
[3-7J
针对
NCS
的建模与稳定性分析[1.
3.6J
、网络诱
导时延补偿以及丢包处理[川等方面的研究已经取
得了很多有价值的成果，相关内容可以参见文献
[1
7J
及其参考文献.针对
NCS
滤波问题的理论研究尚
属起步阶段，但也得到了许多重要成果
[8-12J
文献
[9J
研究了一类具有随机时滞通讯受限系统的鲁棒
H
句滤、波问题，得到了基于
LMI
的设计准则.文献
[12J
针对一类时变异步通讯网络控制系统，研究了
最小方差状态估计问题.
本文研究一类通讯受限
NCS
的鲁棒
H=
滤波
问题，目的是设计一个优化的通讯序列和滤波器使
滤波系统渐近稳定并且满足一定的鲁棒
H=
性能指
标.首先针对具有确定通讯序列的
NCS
，在文献
口
oJ
研究成果的基础上，利用通讯序列
[12-14J
的概念，
将网络控制系统的滤波问题转化为-类周期系统的
滤波问题，得到了一个新的具有更低保守性的鲁棒
H
出性能判据，并基于该判据设计了系统的鲁棒
H=
滤波器，通过启发式搜索算法得到系统通讯序列的
一个优化解.文章最后以一个数值算例验证了所提
出算法的可行性和优越性.
收稿日期:
2006-10-30;
修回日期:
2007-04-28.
基金项目:国家自然科学基金项目
(60504008)
.
作者简介:夏红伟
0979
一)
，男，山东平度人，博士生，从事鲁棒控制、智能控制理论的研究;王常虹
0961-)
，男，
辽宁鞍山人，教授，博士生导师，从事智能控制、鲁棒控制理论等研究.
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