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. . . . 1 1.2 量化控制系统研究现状. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.1 无噪声信道条件下的量化控制研究. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.2 噪声信道条件下的量化控制研究. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 目前的研究方法存在的问题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4 本书的主要研究工作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 第2 章球极坐标量化器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1 球极坐标量化器简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2 球极坐标量化器的性质. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.3 小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 第3 章基于球极坐标编码方案的无噪声信道系统稳定性分析. . . . . . . . . . . . 22 3.1 问题描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.2 编/解码器设计及系统稳定性分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3 仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4 小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 第4 章基于球极坐标编码方案的噪声信道系统稳定性分析. . . . . . . . . . . . . . 34 4.1 问题描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.2 球极坐标编解码方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3 系统稳定性分析和控制器设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.4 求解控制器的算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.5 仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.6 小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 第5 章基于球极坐标编码方案的网络时延系统稳定性分析. . . . . . . . . . . . . . 50 5.1 问题描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.2 球极坐标编码方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.3 系统稳定性分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.3.1 闭环系统的四种不同情况. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.3.2 稳定性分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.4 控制器、编/解码器设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.4.1 控制器、量化器设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 5.4.2 编解码过程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 5.5 控制器设计方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5.6 数值仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 5.7 小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 第6 章基于球极坐标编码方案利用控制输入信息的网络时延控制系统 稳定性分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 6.1 问题提出. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 6.2 解码器不利用控制输入信息的编码方案设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 6.2.1 量化器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 6.2.2 编码器和解码器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 6.3 稳定性分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 6.4 量化器设计和编码/解码过程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 6.4.1 量化器设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 6.4.2 编码/解码过程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 6.5 解码器利用控制输入信息的编码方案设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 6.6 数值仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 6.7 小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 第7 章基于球极坐标编码方案的量化控制系统的输入—状态稳定性 分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84 7.1 问题描述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 7.2 量化器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 7.3 主要结果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 7.4 有限码率编码方案下的输入—状态稳定性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 7.4.1 有限码率编码方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 7.4.2 输入—状态稳定性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 7.5 小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 第8 章基于球极坐标编码方案的系统稳定性及噪声抑制性能分析. . . . . . 107 8.1 问题的提出. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 8.2 量化器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 8.2.1 量化误差的估计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 8.2.2 球极坐标编码方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 8.2.3 主要结果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 8.3 编码方案的设计和主要结果的证明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 8.3.1 系统模型的进一步推导. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 8.3.2 编码方案设计和主要结果所用的引理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112 8.3.3 编码方案设计过程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 8.3.4 主要结果的证明.

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