关键词:
信息物理系统
仿真关系
代数状态空间表示
逻辑网络
鲁棒性
输入输出动态稳定
控制器
摘要:
近几十年,信息物理系统作为第四次工业革命的标志,在世界范围内掀起了广泛的研究热潮.作为计算进程和物理进程的统一体,信息物理系统是集成计算,通信和控制于一体的智能系统,其在诸多领域中具有广泛的应用,如:机器人,智能导航,智慧电网,物流交通等,其多种性质具有重要的实际研究价值,如:可靠性,安全性等.由于信息物理系统在实际环境中受到扰动的影响,其鲁棒性分析成为众多研究中不可或缺的一类.本文研究了其中一类鲁棒性:输入输出动态稳定性.将信息物理系统的演化过程仿真模拟为逻辑网络,运用仿真得到的逻辑网络对信息物理系统的鲁棒性进行分析研究,进而设计出扰动输入影响下的鲁棒控制器.主要研究内容如下:
1.分析时滞信息物理系统的鲁棒性问题.将时滞参数引入信息物理系统,应用仿真关系并构造算法将时滞信息物理系统仿真为逻辑网络,通过逻辑网络的代数状态空间表示得到其吸引域,进而研究时滞信息物理系统的鲁棒性.
2.分析切换信息物理系统的鲁棒性问题.将切换信号引入信息物理系统,应用仿真关系并构造算法将切换信息物理系统仿真为逻辑网络,通过逻辑网络的代数状态空间表示得到其吸引域,进而研究切换信息物理系统的鲁棒性.
3.设计使得带输入的信息物理系统鲁棒镇定的控制器.应用仿真关系并构造算法将带输入的信息物理系统仿真为逻辑网络,通过逻辑网络的代数状态空间表示,设计控制器使得逻辑网络镇定到吸引域,进一步得到使得信息物理系统鲁棒镇定的控制器.
本文的创新点包括以下几个方面:第一,基于仿真关系和设计算法,建模信息物理系统,得到相应的逻辑网络表示.第二,通过逻辑网络的鲁棒性分析信息物理系统的鲁棒性,将一般信息物理系统的结果推广到特殊类型信息物理系统,这极大地扩展了现有结果.第三,通过设计逻辑网络的状态反馈增益,得到信息物理系统的控制器,并分析信息物理系统在此控制器下的鲁棒镇定性.