一類具有錯(cuò)序的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模與控制.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及控制系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，基于高速通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked Control Systems，簡(jiǎn)稱NCSs)的研究正在迅速成為當(dāng)前國(guó)際控制領(lǐng)域的一個(gè)前沿課題，具有重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，這種網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)具有信息資源共享，可遠(yuǎn)程操作，并具有省時(shí)、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)代工業(yè)和商業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛應(yīng)用實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)來(lái)交換信息和控制信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用

2、，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)已成為研究熱點(diǎn)。但是，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中由于網(wǎng)絡(luò)的引入，不可避免地帶來(lái)了許多問(wèn)題:如網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延、數(shù)據(jù)包丟包、數(shù)據(jù)包錯(cuò)序，多包傳輸、時(shí)鐘異步等等。這些問(wèn)題的存在，不但會(huì)降低控制系統(tǒng)的性能，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定，從而使得對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)變得十分復(fù)雜。因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外都予以高度的重視，尤其基于網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延和數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究已取得了一些成果。但是對(duì)數(shù)據(jù)包錯(cuò)序問(wèn)題的研究成果卻不多，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)絡(luò)中

3、的錯(cuò)序現(xiàn)象呈現(xiàn)為日趨普遍的現(xiàn)象。在實(shí)際控制系統(tǒng)中，由于數(shù)據(jù)包錯(cuò)序問(wèn)題的發(fā)生大大地降低系統(tǒng)的性能指標(biāo)，因此，有必要研究網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的錯(cuò)序問(wèn)題。
　　本文基于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中各種問(wèn)題的理解，仔細(xì)分析數(shù)據(jù)包錯(cuò)序產(chǎn)生的原因，基于網(wǎng)絡(luò)中普遍的長(zhǎng)時(shí)延前提下，針對(duì)一類被控對(duì)象是離散系統(tǒng)的情況，運(yùn)用兩種概率方法，給出了兩個(gè)離散錯(cuò)序模型，在這兩個(gè)模型中能直接看出錯(cuò)序現(xiàn)象，然后對(duì)模型予以分析以及設(shè)計(jì)控制器，最后給出算例仿真驗(yàn)證結(jié)論的有效性。在模型的構(gòu)

4、造中，主要從正態(tài)分布預(yù)測(cè)時(shí)延以及Markov隨機(jī)穩(wěn)定性兩個(gè)角度進(jìn)行建模。
　　首先，針對(duì)一般離散的被控對(duì)象，通過(guò)正態(tài)分布來(lái)預(yù)測(cè)時(shí)延，由預(yù)測(cè)出來(lái)的誘導(dǎo)時(shí)延進(jìn)行偏移值計(jì)算，在獲得每個(gè)數(shù)據(jù)包的具體偏移值后，進(jìn)行錯(cuò)序模型的建立，模型中可以明顯體現(xiàn)出錯(cuò)序現(xiàn)象，接著給出模型的穩(wěn)定性分析和控制器的設(shè)計(jì)，最后通過(guò)算例仿真驗(yàn)證結(jié)論的正確性。
　　其次，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延的Markov特性，建立了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的Markov跳變系統(tǒng)，建立了一個(gè)大系