基于模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（Networked Control Systems）是一類通過實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)將傳感器、控制器和執(zhí)行器進(jìn)行互聯(lián)的分布式控制系統(tǒng)，這種控制模式具有低成本，維護(hù)簡(jiǎn)單，靈活性高等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)場(chǎng)合，無人飛行器等領(lǐng)域。但是，由于網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)很多和通信網(wǎng)絡(luò)分時(shí)復(fù)用的特點(diǎn)，帶寬有限的通信網(wǎng)絡(luò)在傳輸信息時(shí)，必然出現(xiàn)信息的沖撞和重傳現(xiàn)象，使得信息在傳輸過程中不可避免地存在延時(shí)，導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能的下降甚至不穩(wěn)定，給控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)帶來

2、了很大的麻煩。本文主要針對(duì)帶寬約束和時(shí)延問題，從降低節(jié)點(diǎn)的包傳輸速率的角度出發(fā)，來降低帶寬約束對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下： 本文研究了基于模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（MB-NCS）。為了減少網(wǎng)絡(luò)流量，同時(shí)保證一定的控制性能，該控制結(jié)構(gòu)使用對(duì)象的一個(gè)確定的模擬模型。在模擬模型沒有被控對(duì)象信息更新的時(shí)候（即在網(wǎng)絡(luò)兩次瞬時(shí)傳輸數(shù)據(jù)之間），這一模型被用來模擬被控對(duì)象的狀態(tài)。文中假設(shè)模擬模型參數(shù)與被控對(duì)象相近似。很多控制問題被提出，首

3、先是線性連續(xù)和離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，對(duì)于不同的網(wǎng)絡(luò)和控制方案，諸如：狀態(tài)反饋，輸出反饋，和網(wǎng)絡(luò)存在時(shí)延，得到了穩(wěn)定的充分必要條件。該穩(wěn)定性與M陣的特征值有關(guān)，M陣包含了對(duì)象參數(shù)以及對(duì)象和模擬模型參數(shù)誤差的信息。 針對(duì)帶寬約束問題，采用了基于誤差閾值通信邏輯的傳輸規(guī)則，將其運(yùn)用到基于模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了具有通信邏輯功能的智能傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，從被控對(duì)象狀態(tài)全部可測(cè)量與部分狀態(tài)可測(cè)量甚至是完全不可測(cè)量?jī)煞N情況出發(fā)，分別建立了具