1、在現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)中，由通信網(wǎng)絡(luò)連接傳感器、控制器和執(zhí)行器而形成的閉環(huán)系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)有許多的優(yōu)勢(shì)，如可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享、安裝與維護(hù)簡(jiǎn)單、有效減少系統(tǒng)的體積、增加系統(tǒng)的可靠性等。但是通信網(wǎng)絡(luò)的引入也給系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)包丟失、數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)序錯(cuò)亂、通道傳輸時(shí)延、通信帶寬限制等?，F(xiàn)有文獻(xiàn)中的結(jié)果主要考慮了具有時(shí)延及丟包的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)反饋控制問(wèn)題。然而，對(duì)于具有通信帶寬限制的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

2、反饋控制問(wèn)題還沒(méi)有得到充分考慮。
　　本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，把信息理論作為一個(gè)有力的技術(shù)工具，研究了具有通信帶寬限制的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)反饋控制問(wèn)題，分析了在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中控制性能與通信代價(jià)之間的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出了具有通信帶寬限制的網(wǎng)絡(luò)控制問(wèn)題的一套新的分析方法。研究了同時(shí)具有通信帶寬限制和數(shù)據(jù)包丟失兩個(gè)特征的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可鎮(zhèn)定性問(wèn)題。其中，采用了一個(gè)自適應(yīng)差分編碼技術(shù)和一個(gè)預(yù)測(cè)控制策略，并且給出了一個(gè)確保開(kāi)環(huán)不穩(wěn)定系統(tǒng)均方可鎮(zhèn)

3、定的最小傳輸速率。另外，研究了具有通信帶寬限制的參數(shù)不確定系統(tǒng)魯棒可鎮(zhèn)定性問(wèn)題。為了解決多維不確定系統(tǒng)特征值分解和傳輸速率分配問(wèn)題，提出了一個(gè)時(shí)變遞歸分配算法，并給出了確保參數(shù)不確定系統(tǒng)魯棒可鎮(zhèn)定的充分條件。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)具有通信帶寬限制這一情況，研究了具有傳輸速率限制的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)線性二次型性能指標(biāo)最優(yōu)控制問(wèn)題，并給出了一個(gè)能夠清楚地反映出線性二次型性能指標(biāo)與反饋鏈接傳輸狀態(tài)信息的速率之間關(guān)系的優(yōu)化公式。最后，研究了在通信帶寬受限情況下單輸

4、入單輸出線性時(shí)不變系統(tǒng)的量化反饋控制問(wèn)題。下面詳細(xì)介紹本文的主要工作。
　　第一、二章系統(tǒng)地分析和總結(jié)了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)這一前沿研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及研究方法，并給出了與本文相關(guān)的一些預(yù)備知識(shí)。
　　第三章研究了線性時(shí)不變系統(tǒng)的可鎮(zhèn)定性問(wèn)題。其中，假設(shè)傳感器與控制器在地理上是分離的，并通過(guò)一個(gè)具有通信帶寬限制、有噪聲的數(shù)字通信通道連接。數(shù)據(jù)包丟失過(guò)程被看作是一個(gè)時(shí)齊馬爾可夫過(guò)程。本章采用了一個(gè)自適應(yīng)差分編碼技術(shù)和一個(gè)預(yù)測(cè)控制策略，

5、給出了一個(gè)確保開(kāi)環(huán)不穩(wěn)定系統(tǒng)均方可鎮(zhèn)定的最小傳輸速率。本章結(jié)果表明，對(duì)于沒(méi)有干擾輸入的系統(tǒng)，確保系統(tǒng)均方可鎮(zhèn)定的充分條件是:傳輸速率要大于一個(gè)給定的下界;然而，對(duì)于一個(gè)有干擾輸入的系統(tǒng)，確保系統(tǒng)均方可鎮(zhèn)定的充分條件可以分解成兩項(xiàng):一項(xiàng)是與傳輸速率有關(guān)的條件，另一個(gè)是與馬爾可夫鏈的轉(zhuǎn)移概率有關(guān)的條件。通過(guò)仿真例子也驗(yàn)證了所提出方法的優(yōu)越性。
　　第四章研究了在傳輸速率受限情況下，參數(shù)不確定系統(tǒng)的魯棒可鎮(zhèn)定性問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)多維不確定系

6、統(tǒng)，特征值分解和傳輸速率分配問(wèn)題是一個(gè)不得不面對(duì)的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本章提出了一個(gè)時(shí)變遞歸分配算法，證明了確保閉環(huán)系統(tǒng)魯棒可鎮(zhèn)定的充分條件，并且給出了一個(gè)確保存在量化、編碼和控制策略來(lái)穩(wěn)定參數(shù)不確定系統(tǒng)的傳輸速率下界。仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提出策略的有效性。
　　第五章研究了隨機(jī)離散時(shí)間、線性時(shí)不變系統(tǒng)的線性二次型性能指標(biāo)最優(yōu)控制問(wèn)題。其中，假設(shè)傳感器與控制器在地理上是分離的，經(jīng)過(guò)一個(gè)具有通信帶寬限制、無(wú)噪聲的通信通道連接。系統(tǒng)狀

7、態(tài)的量化與編碼采用一個(gè)自適應(yīng)差分編碼技術(shù)。本章給出了在傳輸速率受限情況下，一個(gè)可以計(jì)算得到的最優(yōu)線性二次型性能指標(biāo)，證明了與傳輸速率有關(guān)的、確保系統(tǒng)可鎮(zhèn)定的充分條件，并且給出了一個(gè)能夠清楚反映出線性二次型性能指標(biāo)和信道傳輸速率之間關(guān)系的優(yōu)化公式。數(shù)值例子也驗(yàn)證了所提出方法的有效性。
　　第六章研究了一個(gè)單輸入單輸出、線性時(shí)不變系統(tǒng)的量化輸出反饋控制問(wèn)題。其中，傳感器與控制器通過(guò)一個(gè)傳輸速率受限、無(wú)損失的數(shù)字通信通道連接。這里的主要