網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)時(shí)延問(wèn)題及其仿真研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked Control Systems)是一種由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的介入而形成的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，主要構(gòu)成節(jié)點(diǎn)有控制對(duì)象、控制器、傳感器、執(zhí)行器等，構(gòu)成方法是由網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成，具有系統(tǒng)構(gòu)建模塊化，安裝與維護(hù)方便；可實(shí)現(xiàn)資源共享，遠(yuǎn)程操作與控制；分布式的控制和檢測(cè)方式，較高的診斷能力；系統(tǒng)易于擴(kuò)展，較強(qiáng)的靈活性；有效減少系統(tǒng)的重量和體積，同時(shí)提高系統(tǒng)的可靠性和柔韌性等優(yōu)點(diǎn)，盡管有這些優(yōu)點(diǎn)，但是由于通信網(wǎng)絡(luò)的介入，網(wǎng)絡(luò)控制

2、系統(tǒng)不可避免的也產(chǎn)生了一些新問(wèn)題，如網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延、數(shù)據(jù)包時(shí)序錯(cuò)亂、數(shù)據(jù)包丟失、節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘同步困難等等，這些問(wèn)題的存在，影響系統(tǒng)的控制性能和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)崩潰。因此，研究NCS時(shí)延相關(guān)的穩(wěn)定性問(wèn)題具有重要的實(shí)際意義。
　　 本文首先對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的基本概念和仿真工具TrueTime進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，再對(duì)NCS時(shí)延產(chǎn)生的原因，針對(duì)不同控制網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延特性進(jìn)行分析，其次以閉環(huán)NCS的連續(xù)時(shí)間模型為基礎(chǔ)，建立多輸入多輸出時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控

3、制系統(tǒng)模型，利用Lyapunov方法對(duì)其時(shí)延相關(guān)穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行分析，構(gòu)造一個(gè)含有待定矩陣變量的正定Lyapunov函數(shù)，通過(guò)對(duì)此正定Lyapunov函數(shù)分析來(lái)推導(dǎo)出具有線性矩陣不等式形式（LMI）的時(shí)延相關(guān)穩(wěn)定性條件，進(jìn)而把系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定問(wèn)題轉(zhuǎn)化為線性矩陣不等式可行解的判斷問(wèn)題，進(jìn)而研究和分析多輸入多輸出時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控制時(shí)延相關(guān)穩(wěn)定性，最后研究了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用問(wèn)題，主要以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用為對(duì)象進(jìn)行分析和研究