引用本文:田垠,章辉.具有瑞利平坦衰落信道的线性系统线性二次高斯控制[J].控制理论与应用,2013,30(11):1384~1391.[点击复制]
TIAN Yin,ZHANG Hui.Linear-quadratic-Gaussian control of linear system with Rayleigh flat fading channel[J].Control Theory and Technology,2013,30(11):1384~1391.[点击复制]
具有瑞利平坦衰落信道的线性系统线性二次高斯控制
Linear-quadratic-Gaussian control of linear system with Rayleigh flat fading channel
摘要点击 2669  全文点击 2327  投稿时间:2012-12-30  修订日期:2013-04-28
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DOI编号  10.7641/CTA.2013.21325
  2013,30(11):1384-1391
中文关键词  LQG控制  信号放大  衰落  折中
英文关键词  LQG control  signal amplification  fading  tradeoff
基金项目  国家自然科学基金资助项目(61174063).
作者单位E-mail
田垠 浙江大学 工业控制技术国家重点实验室
控制科学与工程学系 
kerry.tian@163.com 
章辉* 浙江大学 工业控制技术国家重点实验室
控制科学与工程学系 
zhanghui_iipc@zju.edu.cn 
中文摘要
      网络化控制系统中的通信约束问题一直是人们关注的焦点. 本文讨论了具有信号衰落约束的线性系统的线性二次高斯(LQG)控制问题, 其中系统输出经放大后通过瑞利平坦衰落信道传输到控制器. 针对控制器与通信信号放大设计的折中问题, 本文在系统二次型性能指标中进一步考虑通信过程的能量消耗, 并基于离线设计放大系数, 给出了有限时域下控制信号与放大系数的设计方法. 对于线性定常系统, 采用本文方法设计得到的放大系数在时间趋于无穷时将为常数, 基于此, 本文进一步将方法推广到无限时域情形. 仿真结果说明了本文方法的有效性及其性能.
英文摘要
      In networked control systems, communication constrains have been the focus of study for a long time. This paper studies the linear quadratic Gaussian (LQG) control of linear systems under fading constraints, where the outputs of systems are assumed to be amplified and transmitted to the controller over a Rayleigh flat fading channel. Aiming at the tradeoff between controller design and signal amplification, we add an item concerning communication power into the LQG cost function and then derive the controller and amplification factor in a finite horizon, based on the off-line design of amplification factor. With the proposed method, the designed amplification factor turns to a constant for linear timeinvariant systems as time approaches infinity. This result inspires us to extend our method to infinite horizon. Simulation results illustrate the effectiveness and performance of our method.