網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計及其應(yīng)用研究.pdf

1、通過資源約束網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)地域上分布的傳感器、執(zhí)行器及控制器之間的信息交互從而實(shí)現(xiàn)被控對象實(shí)時反饋控制的這樣一類網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)近年來得到了廣泛的關(guān)注。通信網(wǎng)絡(luò)介入傳統(tǒng)點(diǎn)對點(diǎn)的控制系統(tǒng)使得這類網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計變得更為復(fù)雜，因此，如何設(shè)計和開發(fā)符合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)特點(diǎn)的先進(jìn)控制策略已成為當(dāng)前控制界面臨的一個挑戰(zhàn)性課題。 本文綜合利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模、優(yōu)化、控制器設(shè)計等問題展開研究，具體研究內(nèi)容和取得的

2、成果如下： 針對工控網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，建立了非理想網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量狀況下，控制器參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的聯(lián)合模型。分析了控制參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和系統(tǒng)性能之間的關(guān)系，提出了基于控制和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的聯(lián)合優(yōu)化問題，研究了優(yōu)化問題的有效求解方法。 針對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的時鐘同步問題，通過在數(shù)據(jù)包中附加路由信息，利用路由跟蹤的策略，確定數(shù)據(jù)包到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所經(jīng)過的路由器的數(shù)量，以此給出網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延的在線估計方法。通過對數(shù)據(jù)包路由信息的設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)

3、路由瓶頸的分析，給出數(shù)據(jù)包傳輸周期的下確界和數(shù)據(jù)丟包的判別方法。 針對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量對系統(tǒng)性能的影響，提出基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)計方法。分析了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)保性能控制器存在的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量依賴條件。通過求解線性矩陣不等式，給出了控制器的參數(shù)化設(shè)計方法。 針對遠(yuǎn)程控制中非理想網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量下的控制器補(bǔ)償問題，提出了給定系統(tǒng)性能指標(biāo)和特定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量下的網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)計方法，給出了基于非理想網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量性能補(bǔ)償?shù)目刂破餮a(bǔ)償策略