網絡分數(shù)階控制系統(tǒng)分析及其協(xié)同設計研究.pdf

1、網絡控制系統(tǒng)(NCS)是控制理論、計算機技術和網絡通信技術相結合的產物,是自動化技術發(fā)展的未來趨勢,具有廣泛的應用前景。它通過通信網絡實現(xiàn)將空間分布的傳感器、控制器和執(zhí)行器間的信息交互,進而對被控對象進行控制的反饋系統(tǒng)。網絡的引入使得調度成為影響系統(tǒng)性能的一個直接因素,而分數(shù)階控制能全面反映系統(tǒng)的信息,可用于解決網絡控制系統(tǒng)中的時延問題。本文以網絡控制控制系統(tǒng)為研究對象,實現(xiàn)分級調度和分數(shù)階控制的協(xié)同設計。
　　 首先,本文對網

2、絡控制系統(tǒng)有關背景及特點進行介紹,概括了網絡控制、調度及協(xié)同設計的研究現(xiàn)狀。針對目前研究中存在的調度算法發(fā)展滯后的問題,提出了適用于多控制回路系統(tǒng)的分級混合調度策略,并利用TrueTime工具箱進行了多組仿真對比,證明了該調度策略的有效性及優(yōu)越性。
　　 其次,將分數(shù)階系統(tǒng)引入到網絡控制系統(tǒng)中?，F(xiàn)有對網絡控制系統(tǒng)的研究通常依賴于建立復雜的網絡系統(tǒng)模型,過于細化網絡因素、外部擾動對系統(tǒng)性能的影響,使控制算法的研究缺乏通用性。本文引

3、入了魯棒性較強的分數(shù)階控制系統(tǒng),在考慮網絡時延的情況下分析其穩(wěn)定性及參數(shù)整定問題。仿真得出分數(shù)階控制器中各參數(shù)對系統(tǒng)性能影響,基于系統(tǒng)頻域指標及代價函數(shù),實現(xiàn)對控制器參數(shù)的選擇,取得最優(yōu)控制效果。
　　 然后,針對網絡控制系統(tǒng)中的時延和網絡資源限制問題,給出了由控制信號、輸出誤差和上升時間組成的網絡控制系統(tǒng)的綜合目標函數(shù),進行控制與調度的協(xié)同設計,實現(xiàn)對子回路采樣周期、帶寬分配及控制參數(shù)的實時調整。仿真結果表明,在所設計的控制和