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

1、隨著計算機技術(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，簡稱NCSs)的研究正在迅速成為當(dāng)前國際控制領(lǐng)域的一個前沿課題，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，可遠程操作，并具有省時、易于維護等優(yōu)點。在現(xiàn)代工業(yè)和商業(yè)各個領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛應(yīng)用實時網(wǎng)絡(luò)來交換信息和控制信號，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。但是，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中由于網(wǎng)絡(luò)的引入，不可避免地帶來了許多問題:如網(wǎng)絡(luò)傳輸時延、數(shù)據(jù)包丟包、數(shù)據(jù)包錯序，多包傳輸、時鐘異步等等。這些問題的存在，不但會降低控制系統(tǒng)的性能，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定，從而使得對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計變得十分復(fù)雜。因此對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)國內(nèi)外都予以高度的重視，尤其基于網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延和數(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。但是對數(shù)據(jù)包錯序問題的研究成果卻不多，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)絡(luò)中

3、的錯序現(xiàn)象呈現(xiàn)為日趨普遍的現(xiàn)象。在實際控制系統(tǒng)中，由于數(shù)據(jù)包錯序問題的發(fā)生大大地降低系統(tǒng)的性能指標，因此，有必要研究網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的錯序問題。
　　本文基于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中各種問題的理解，仔細分析數(shù)據(jù)包錯序產(chǎn)生的原因，基于網(wǎng)絡(luò)中普遍的長時延前提下，針對一類被控對象是離散系統(tǒng)的情況，運用兩種概率方法，給出了兩個離散錯序模型，在這兩個模型中能直接看出錯序現(xiàn)象，然后對模型予以分析以及設(shè)計控制器，最后給出算例仿真驗證結(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)測時延以及Markov隨機穩(wěn)定性兩個角度進行建模。
　　首先，針對一般離散的被控對象，通過正態(tài)分布來預(yù)測時延，由預(yù)測出來的誘導(dǎo)時延進行偏移值計算，在獲得每個數(shù)據(jù)包的具體偏移值后，進行錯序模型的建立，模型中可以明顯體現(xiàn)出錯序現(xiàn)象，接著給出模型的穩(wěn)定性分析和控制器的設(shè)計，最后通過算例仿真驗證結(jié)論的正確性。
　　其次，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延的Markov特性，建立了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的Markov跳變系統(tǒng)，建立了一個大系