带宽受限网络系统动态量化控制方法研究

本项目针对网络控制系统中实际存在且不可避免的信号量化及丢包问题进行研究。提出符合实际网络控制系统的随机丢包模型，基于该模型研究丢包率、连续丢包数上界与系统稳定性和各性能之间的定量关系，进而给出控制器及滤波器设计方法；建立具有量化的随机丢包模型，采用动态量化器，研究量化和随机丢包同时存在时的量化控制策略及滤波策略设计方案，探讨丢包率和连续丢包上界与所需静态量化器范围以及系统性能之间的关系，给出同时优化静态量化器范围和系统性能的凸的或可解的条件；对具有信号量化且任意丢包的多通道网络控制系统，引入自适应机制，基于任意丢包及动态量化策略，研究自适应动态量化控制器及滤波器设计方法，通过自适应方法的在线调节能力，补偿量化及丢包对系统造成的性能损失，进一步给出同时优化静态量化器范围和系统性能的凸优化方法。开展该项研究所取得的成果无论对网络控制理论自身的发展，还是对工程控制系统的应用都具有重要意义。

本项目针对网络控制系统中实际存在且不可避免的信号量化、丢包、时滞以及故障问题进行了研究。建立新的网络控制系统的随机丢包模型，基于该模型给出了丢包率、连续丢包数上界与系统性能之间的定量关系，进而给出控制器及滤波器设计方法；建立具有量化的随机丢包模型，采用动态量化器，研究了量化和随机丢包同时存在时的量化控制策略及滤波策略设计方案，探讨丢包率和连续丢包上界与所需静态量化器范围以及系统性能之间的关系，给出同时优化静态量化器范围和系统性能的凸的或可解的条件；对具有信号量化、时滞和故障的网络控制系统以及复杂网络，引入自适应机制，研究自适应动态量化控制器及故障检测滤波器设计方法，通过自适应方法的在线调节能力，补偿量化、时滞以及故障对系统造成的性能损失。该项研究是网络控制理论向实际应用发展的一次有益探索。.