1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的控制系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)閉環(huán)控制，控制系統(tǒng)的各部件之間的信息交換和控制信號的傳遞通過網(wǎng)絡(luò)來完成，這就是本文的研究對象——網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的實際工程應(yīng)用中，由于通訊網(wǎng)絡(luò)的存在必然導(dǎo)致一些不確定因素的產(chǎn)生，其中起主要干擾作用的就是網(wǎng)絡(luò)誘發(fā)的時延，在網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中，時延具有隨機性和復(fù)雜性，通常情況下它都數(shù)倍于采樣周期，具有多步性，它的存在將降低控制系統(tǒng)的性能，甚至?xí)沟孟到y(tǒng)變的不穩(wěn)定，這使得

2、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)在工程應(yīng)用中難以控制，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致整個控制系統(tǒng)的崩潰而造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，研究具有多步時延的網(wǎng)絡(luò)化隨機控制系統(tǒng)的控制分析和綜合問題具有重大的理論和應(yīng)用價值。本文對多步時延的網(wǎng)絡(luò)化隨機控制系統(tǒng)的控制分析和綜合問題進行了深入的研究，提出了一些新方法，較好地解決了多步時延的網(wǎng)絡(luò)化隨機控制系統(tǒng)的建模、時延的統(tǒng)計特性研究、最優(yōu)狀態(tài)估計、綜合控制分析和穩(wěn)定性等問題。 本文系統(tǒng)全面地介紹了當(dāng)前國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的研究

3、現(xiàn)狀，分析了其主要研究方法，闡述了研究網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的重要理論和實際意義；概括了國內(nèi)外隨機控制問題的研究成果，總結(jié)了其研究方法和基本思想；在結(jié)合隨機控制和網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)二者研究的理論成果的基礎(chǔ)上，提出了本文對多步時延的網(wǎng)絡(luò)化隨機控制系統(tǒng)進行研究的行之有效的方法。文中提出了兩種新的控制模式，在新的控制模式下，一個采樣周期內(nèi)到達執(zhí)行器的多個控制量更為有效的作用于受控對象，提高了系統(tǒng)的性能。在傳感器、控制器和執(zhí)行器的不同驅(qū)動模式下，考慮到隨機

4、延遲的影響，建立了四種不同的隨機數(shù)學(xué)模型。 本文針對不同的網(wǎng)絡(luò)化隨機控制系統(tǒng)模型，討論了時延的統(tǒng)計特性和界限，利用Markov鏈理論對時延的隨機性進行討論，對兩種新的控制模式下隨機數(shù)學(xué)模型給出了關(guān)于Markov狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的新定理，并在此基礎(chǔ)上給出了使系統(tǒng)保持穩(wěn)定性的最大允許延遲界限的求解新方法；考慮到時延的隨機性和復(fù)雜性，對于特別復(fù)雜的無法描述其概率分布和界限的網(wǎng)絡(luò)化隨機控制系統(tǒng)的情況，給出了一種時延在線估計的方法。

5、本文采用幾種典型的控制方法對網(wǎng)絡(luò)化隨機控制系統(tǒng)進行控制分析，主要有LQG最優(yōu)控制法、無窮確界最優(yōu)控制法、有限變確界最優(yōu)控制法、基于模型預(yù)測的補償控制法和時滯補償控制法，特別是對存在空采樣以及數(shù)據(jù)拒絕的網(wǎng)絡(luò)化隨機控制系統(tǒng)，使用基于模型預(yù)測的補償控制法對系統(tǒng)進行補償；另外還研究了各種控制方法下系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，分析了各種控制方法對系統(tǒng)性能的影響，對網(wǎng)絡(luò)化隨機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了深入分析，構(gòu)建了使系統(tǒng)穩(wěn)定的控制器。對于無法獲得完全狀態(tài)信息的

6、網(wǎng)絡(luò)化隨機控制系統(tǒng)，本文討論了系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計問題，設(shè)計了系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)估計器和控制器，并證明了系統(tǒng)滿足分離定理。 在綜合各種控制方法的特點的基礎(chǔ)上，本文提出了一種網(wǎng)絡(luò)化隨機控制系統(tǒng)的綜合控制法——基于 -Credibility的轉(zhuǎn)換控制方法，其基本思想是通過對系統(tǒng)中多步時延的概率分布研究，根據(jù)時延落入的不同置信區(qū)間來采用不同的控制方法，這種分時區(qū)控制方法對系統(tǒng)性能有顯著提高，達到了更好的控制效果；基于 -Credibilit