網(wǎng)格化控制系統(tǒng)性能分析與調度優(yōu)化.pdf

1、控制系統(tǒng)復雜化、網(wǎng)絡化是工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的必然結果，是為適應企業(yè)對其生產(chǎn)過程提出的更高要求而產(chǎn)生的集檢測、控制、優(yōu)化、調度、管理和決策等功能于一身的高柔性、高效率、高質量的綜合自動化系統(tǒng)。將通信網(wǎng)絡引入控制系統(tǒng)，連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)了現(xiàn)場設備控制的分布化和網(wǎng)絡化，同時也加強了現(xiàn)場控制和上層管理的聯(lián)系，從而改善了生產(chǎn)過程的安全性、可靠性、效率和消耗等性能。網(wǎng)絡的引入，改變了控制系統(tǒng)信息的傳遞方式，也改變了控制系統(tǒng)的動態(tài)性能。

2、同時，在新結構下，為保證控制的實時性、安全性、可靠性等，控制系統(tǒng)對網(wǎng)絡的運行性能也提出了相應的要求。 本文就工業(yè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)構造；既定網(wǎng)絡體系結構下，網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)的控制算法設計；網(wǎng)絡性能的提高和優(yōu)化等內(nèi)容進行了研究，其主要工作包括： 1.從工業(yè)系統(tǒng)對其控制系統(tǒng)要求的角度出發(fā)，第一章分析了控制結構與其網(wǎng)絡體系結構間的關系及控制對網(wǎng)絡運行性能的要求。進而針對工業(yè)控制網(wǎng)絡中存在的幾種典型網(wǎng)絡，從滿足控制系統(tǒng)實時性、可

3、靠性、安全性等要求方面對其通信協(xié)議及其實現(xiàn)方式進行了系統(tǒng)地分析。 2.在給定網(wǎng)絡和控制系統(tǒng)工作模式下，第二章建立了網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)的一類統(tǒng)一的采樣系統(tǒng)控制模型，通過本文提出的一種新的系統(tǒng)分析和綜合方法，分別對工業(yè)過程中普遍存在的兩類被控對象(線性系統(tǒng)模型和廣義系統(tǒng)模型)的網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了研究，得到保守性較小的時延依賴的系統(tǒng)穩(wěn)定性條件。 3.在系統(tǒng)穩(wěn)定性研究的基礎上，第二章還研究了給定最大網(wǎng)絡時延條件下控制器的設

4、計問題，建立了網(wǎng)絡化線性系統(tǒng)和網(wǎng)絡化廣義系統(tǒng)的鎮(zhèn)定控制器的設計算法。 4.為確?？刂葡到y(tǒng)的實時性、可靠性，從提高網(wǎng)絡服務性能的角度，第三章到第五章研究了網(wǎng)絡調度問題。 ●在考慮控制系統(tǒng)性能、網(wǎng)絡特性、網(wǎng)絡帶寬資源約束和數(shù)據(jù)傳輸實時性要求等多種因素情況下從保證控制系統(tǒng)性能、優(yōu)化帶寬資源占用、公平服務等角度研究了考慮調度抖動的網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)的帶寬優(yōu)化問題。以Token型和CAN型網(wǎng)絡為例分別提出了相應的帶寬調度策略，并對所提