【摘 要】
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随着计算机技术、无线通信和控制科学的迅猛发展和相互融合,网络化系统在航空航天、工业自动化、智能交通和国防等领域有着广泛的应用.与此同时,由于通信信道自身的消耗与受到的随机干扰、信号幅值的变化,信号在传输过程中会发生信道衰减现象,这会导致系统性能下降和不稳定.近年来,对于信道衰减环境下非线性系统的控制问题研究已取得了一系列重要成果,其中基于端口受控Hamiltonian（PCH）系统的控制和稳定性问
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随着计算机技术、无线通信和控制科学的迅猛发展和相互融合,网络化系统在航空航天、工业自动化、智能交通和国防等领域有着广泛的应用.与此同时,由于通信信道自身的消耗与受到的随机干扰、信号幅值的变化,信号在传输过程中会发生信道衰减现象,这会导致系统性能下降和不稳定.近年来,对于信道衰减环境下非线性系统的控制问题研究已取得了一系列重要成果,其中基于端口受控Hamiltonian（PCH）系统的控制和稳定性问题是一个研究热点.众所周知,PCH系统由于其特殊的结构和清晰的物理意义而广受关注,其中的Hamiltonian函数既代表动能和势能的能量总和,又被看作候选Lyapunov函数,这为系统的稳定性分析和控制研究带来了极大的方便.此外,在PCH系统中,不可避免发生测量噪声等随机干扰现象.随机PCH系统的同步控制问题总是基于非网络环境,而网络环境下随机PCH系统的同步控制研究面临着前所未有的挑战.本文正是基于此研究信道衰减下随机PCH系统的同步镇定问题,全文的研究内容归纳如下:本文研究信道衰减下随机PCH系统的同步镇定问题.具体内容如下:1)研究信道衰减和时滞下随机PCH系统的有限时间同步镇定问题.针对两个随机PCH系统,设计一个输出反馈控制器,实现同步镇定目标.反馈控制信号在传输过程中发生信道衰减和网络诱导时滞现象.基于系统增广技术和Lyapunov函数法,得到使闭环系统有限时间同步稳定的充分条件.然后,将以上方法应用于多个系统,得到多个随机PCH系统的同步镇定结果.最后,一个仿真例子验证结论的有效性.2)研究信道衰减、时滞和执行器饱和下随机PCH系统的同步指数镇定问题.针对信道衰减、时滞和执行器饱和下的多个随机PCH系统,给出同步镇定输出反馈控制器设计方案,并保证闭环系统是同步均方指数稳定的.基于耗散Hamiltonian系统的结构特性和饱和性质,根据Lyapunov函数法和随机分析技术,得到同步镇定充分条件.然后,针对带有外部干扰的随机PCH系统,给出L2干扰抑制问题结果.最后,通过多直升机试飞的仿真实例验证结论的有效性.
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