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第1章 绪论1

1.1 网络控制系统概述1

1.2 网络控制系统的研究现状3

1.2.1 网络控制系统的建模4

1.2.2 网络控制系统的性能分析6

1.2.3 网络控制系统的设计方法7

1.3 研究现状分析及本书主要内容8

参考文献10

第2章 基于混杂系统理论的网络控制系统研究18

2.1 引言18

2.2 网络控制系统中的混杂现象19

2.3 网络控制系统的混杂控制20

2.4 有关概念与引理22

2.4.1 混杂脉冲切换系统概述22

2.4.2 混杂脉冲切换系统理论的有关结果24

2.4.3 马尔可夫跳变系统理论的一些常用结果28

2.5 本章小结32

参考文献32

第3章 基于切换系统理论的网络控制系统分析与设计34

3.1 引言34

3.2 有损网络控制系统的切换系统模型34

3.2.1 离散情况34

3.2.2 连续情况35

3.3 有损网络控制系统基于切换系统模型的H∞鲁棒控制器设计36

3.4 有损网络控制系统基于切换系统模型的保成本控制器设计42

3.5 带时滞的网络化切换系统的鲁棒耗散控制设计46

3.5.1 问题描述46

3.5.2 耗散性分析48

3.6 本章小结52

参考文献52

第4章 基于脉冲系统理论的网络控制系统分析与设计55

4.1 引言55

4.2 有损网络控制系统的脉冲系统模型55

4.2.1 离散情况55

4.2.2 连续情况58

4.3 有损网络控制系统基于脉冲系统模型的鲁棒控制器设计60

4.3.1 脉冲差分系统的稳定性结果60

4.3.2 不确定有损网络控制系统的鲁棒镇定62

4.4 有损网络控制系统基于脉冲系统模型的保成本控制器设计65

4.5 网络化脉冲控制系统的分析与设计71

4.5.1 丢包影响的NICS的渐近稳定性分析72

4.5.2 带传输时延的NICS的渐近稳定性分析75

4.5.3 带时延和丢包的NICS的渐近稳定性78

4.5.4 带数据丢包的NICS的控制器设计80

4.6 本章小结82

参考文献83

第5章 基于马尔可夫跳变系统理论的网络控制系统分析与设计86

5.1 引言86

5.2 基于马尔可夫跳变系统模型的NCS随机切换控制86

5.2.1 低维随机切换控制器设计88

5.2.2 基于贪婪算法的有限维随机切换控制器设计92

5.2.3 基于贪婪算法的切换规则设计101

5.3 基于马尔可夫跳变系统模型的NCS随机容错控制103

5.3.1 问题描述103

5.3.2 不确定网络控制系统稳定性分析104

5.3.3 不确定网络切换控制系统稳定性分析108

5.3.4 网络控制系统控制器可靠性分析及容错控制器设计110

5.4 基于马尔可夫跳变系统模型的NCS多率控制111

5.4.1 多率网络控制系统建模112

5.4.2 网络控制系统稳定性分析116

5.5 本章小结122

参考文献122

第6章 网络控制系统性能极限概述125

6.1 引言125

6.2 控制系统的跟踪问题125

6.3 控制系统的跟踪性能极限126

6.4 网络控制系统性能极限128

6.5 符号说明129

6.6 若干概念和引理131

6.6.1 Parseval定理131

6.6.2 Cauchy积分公式131

6.6 多输入多输出对象传递函数的若干法则131

6.6.4 互质分解132

6.6.5 Youla参数化133

6.6.6 多输入多输出系统的非最小相位零点和不稳定极点133

6.6.7 全通与最小相位分解135

6.7 本章小结136

参考文献137

第7章 基于脉冲干扰的网络控制系统跟踪性能极限141

7.1 引言141

7.2 最小控制能量142

7.2.1 问题描述142

7.2.2 单输入单输出情形143

7.2.3 多输入多输出情形147

7.2.4 两自由度控制系统的最小控制能量150

7.3 单通道脉冲扰动下的跟踪性能极限151

7.3.1 问题描述151

7.3.2 跟踪性能极限分析153

7.3.3 数值仿真155

7.4 双通道脉冲扰动下的跟踪性能极限156

7.4.1 问题描述156

7.4.2 跟踪性能极限分析157

7.4.3 数值仿真161

7.5 本章小结162

参考文献163

第8章 基于高斯噪声的网络控制系统跟踪性能极限164

8.1 引言164

8.2 高斯噪声下网络控制系统跟踪性能极限164

8.2.1 问题描述164

8.2.2 高斯噪声下单位反馈网络控制系统跟踪性能极限165

8.2.3 高斯噪声下两自由度控制器网络控制系统跟踪性能极限171

8.2.4 数值仿真172

8.3 高斯噪声下带宽有限网络控制系统跟踪性能极限174

8.3.1 问题描述174

8.3.2 基于带宽限制离散网络控制系统跟踪性能极限176

8.3.3 数值仿真180

8.4 本章小结181

参考文献182

第9章 含有编码器-解码器的网络控制系统最优跟踪性能183

9.1 引言183

9.2 问题描述183

9.3 编码器-解码器存在于反馈通道中的系统最优跟踪性能184

9.4 编码器-解码器存在于前馈通道中的系统最优跟踪性能187

9.5 数值仿真190

9.6 本章小结192

参考文献192

索引195