1、本文在詳細分析網(wǎng)絡化的不利影響的基礎上，利用李亞普諾夫穩(wěn)定性理論、時滯系統(tǒng)理論、切換系統(tǒng)理論、脈沖系統(tǒng)理論的一些現(xiàn)有結果，對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的建模、穩(wěn)定性和控制方法進行了相關研究。為確保建模的合理性與實用性，本文首先概括總結了當前網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究文獻中關于網(wǎng)絡化的影響分析，以及解決這些不利影響的各種現(xiàn)有方法。定性的網(wǎng)絡化影響分析對于網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的建模工作具有重要的指導意義。網(wǎng)絡傳輸時滯是網(wǎng)絡化給控制系統(tǒng)帶來的最顯著的不利影響，迄今已有的工

2、作多數(shù)只針對定常網(wǎng)絡傳輸時滯的研究，關于時變時滯的討論則非常少見。為填補這個空白，本文對時變傳輸時滯影響的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)進行了建模與分析工作。首先在離散系統(tǒng)的框架下為此類系統(tǒng)建立了時變時滯線性區(qū)間系統(tǒng)模型，進一步利用離散系統(tǒng)的李亞普諾夫穩(wěn)定性理論與方法以及矩陣不等式的相關理論，研究了這些模型的魯棒穩(wěn)定性問題；另外，考慮到非線性被控對象在實際系統(tǒng)中具有更廣泛的代表性，本文還研究了非線性不確定時變時滯網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的建模及穩(wěn)定性分析工作，利用非

3、線性映射的雅各比矩陣等手段得到了簡潔的穩(wěn)定性判據(jù)。除了時滯的影響之外，不可靠的網(wǎng)絡通信時常會造成分組信息的丟失，亦即所謂的數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象。對于數(shù)據(jù)丟包為主要不利影響的所謂有損網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，本文分別從連續(xù)和離散兩種情況使用切換系統(tǒng)模型進行了描述，并首次提出了這類切換系統(tǒng)模型與一類脈沖系統(tǒng)的關于穩(wěn)定性的等價定理，從而將網(wǎng)絡控制系統(tǒng)轉換為脈沖系統(tǒng)進行研究。我們將切換系統(tǒng)中關于“慢切換”情況下駐留時間與穩(wěn)定性關系的結論予以引申應用于脈沖系統(tǒng)之上，

4、得到了此類脈沖系統(tǒng)(含脈沖微分系統(tǒng)和脈沖差分系統(tǒng))的漸近穩(wěn)定性條件。注意到這些條件蘊涵著豐富的物理意義，與實際情況基本符合。另外，對于離散情形的有損網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，本文利用研究得到的脈沖差分方程穩(wěn)定性條件和線性矩陣不等式的性質，進一步地討論了其在參數(shù)為不確定性時的魯棒鎮(zhèn)定問題。這些模型、穩(wěn)定性條件與提出的控制律設計方法都是首創(chuàng)。關于數(shù)據(jù)丟包影響的有損網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，本文還研究了它們在模型為不確定時滿足某二次型性能指標的保成本控制問題。由于連

5、續(xù)線性時變系統(tǒng)的基本解矩陣顯式表達的困難性，本文并未直接研究在連續(xù)情況下的有損網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的保成本控制問題，而只是分析了其中的一個特例——一類參數(shù)不確定脈沖微分系統(tǒng)的保成本控制問題?；诰€性矩陣不等式優(yōu)化方法，得到了其保成本控制律的存在條件和設計方法。關于離散情形，直接利用已經得到的魯棒鎮(zhèn)定問題的結論以及線性矩陣不等式的方法，我們同樣得到了有損網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的保成本控制律的存在條件和設計方法。另外，對于不確定有損網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，我們還研究了

6、此類系統(tǒng)在某種程度的數(shù)據(jù)丟包率影響下具有一定H∞性能界的魯棒狀態(tài)反饋控制問題，得到了其控制律的設計方法，結果以一組線性矩陣不等式表示。本文首次提出了網(wǎng)絡化脈沖控制系統(tǒng)的概念并研究了新環(huán)境下的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。針對數(shù)據(jù)丟包的情形，本文定義了一個N步丟包率的概念，并論證了N步丟包率與網(wǎng)絡化脈沖控制系統(tǒng)漸近穩(wěn)定性之間的關系。考慮傳輸時滯對網(wǎng)絡化脈沖控制系統(tǒng)的影響，我們構造了基于系統(tǒng)模型的預測器，并使用此預測器根據(jù)延遲的反饋值預測出系統(tǒng)當前狀態(tài)的