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5.1 问题描述

考虑下面线性时不变连续系统,系统的传感器与控制器通过无噪声信道连接。

式中, x t )∈R n u c t )∈R m 分别是系统状态和输入, H W 是适当维数的系统矩阵。首先系统状态 x t )以采样周期 T 被采样,采样值为 x k )= x kT ), k =0,1,2,3,…,然后采样值被编码,通过网络传输后,解码为 。控制器接收到 后产生控制量 ,由于网络时延,因此作用到系统的实际控制量为 u c t ),其中, K 为状态反馈增益矩阵。 u c t )与 u k )的关系为

这里 τ k )是传感器到控制器的网络时延。不失一般性,假设初始状态是有界的,不确定参数 τ k )也是有界的,并且满足

式中, 为上界, 为下界。系统式(5-1)被离散化为下面的系统

这里 A =e Ht

其中

应用状态反馈控制器

闭环系统为

其中, ,量化误差 e k )由编码/解码过程产生。

位于传感器和控制器之间的信道是无噪声信道,可以在每个采样周期内传送一个码字,用 V k )∈ Σ 表示,其中 Σ 表示码字集合(码书)。这样在每个采样周期内,信道可无误差地传送 R =log| Σ |位信息,这里| Σ |表示集合的势。我们考虑具有有限码率信道的网络诱导时延系统的渐进稳定问题。

问题5.1 给定系统矩阵 H W 和初始状态的界,设计球极坐标编码器{ E k ,k ≥0}[见式(5-7)],球极坐标解码器{D k ,k ≥0}[见式(5-8)],并求信道码率 R =log| Σ |和状态反馈矩阵 K 使得闭环网络时延控制系统式(5-6)渐进稳定。 ibAOwn8W5CIywgv+ItrM/oiWXB+48/t1fsglmXxWd23Shle54/QddkkBoMLy0Pu9

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