開放式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.pdf

1、開放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是一項(xiàng)綜合性網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，在底層控制上屬于閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究的范疇，在體系結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)了分布式控制的特點(diǎn)，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能和控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合考慮。本文基于非線性時(shí)變網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延特性分析與預(yù)估、非線性控制方法等方面開展研究。 首先，本文作者從網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的歷程入手，簡(jiǎn)要地回顧其發(fā)展歷史，總結(jié)了一般規(guī)律，將開放式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)作為主要的研究?jī)?nèi)容。 網(wǎng)絡(luò)控制

2、系統(tǒng)作為信息技術(shù)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，通信協(xié)議很自然的成為關(guān)鍵要素。于是，在隨后的第二章里，作者對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)常用的協(xié)議進(jìn)行了對(duì)比分析，認(rèn)為雖然出現(xiàn)了很多改進(jìn)后的協(xié)議或是專用協(xié)議，以使其適于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的需求，但這些改進(jìn)后的協(xié)議有很多的專用限制要求和封閉性條件，而這和越來越明顯的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)開放性發(fā)展趨勢(shì)不一致，難以進(jìn)行大范圍的推廣和應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的開放性需要我們?cè)谕ㄓ脜f(xié)議的基礎(chǔ)上加以改善，更為有效地滿足人們對(duì)系統(tǒng)的充分應(yīng)

3、用。最后采用一種分布式計(jì)算技術(shù)XML-R2C：一種基于消息的遠(yuǎn)程編程方式，實(shí)現(xiàn)了一種新的遠(yuǎn)程設(shè)備數(shù)據(jù)采集和控制方法，并開發(fā)出相應(yīng)的開放式遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。 然后本文對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分析的核心：時(shí)延問題，包括時(shí)延的產(chǎn)生機(jī)理，時(shí)延模型，時(shí)延估計(jì)以及相應(yīng)的控制策略和穩(wěn)定性分析進(jìn)行了闡述。接下來，作者從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，以Internet為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)時(shí)延進(jìn)行研究和分析，并加以預(yù)估。雖然Internet的控制機(jī)制和行為特征日趨復(fù)雜，使得對(duì)其越

4、來越難以認(rèn)識(shí)和把握。但是其特征可以通過它所承載的網(wǎng)絡(luò)流量的特性反映出來，所以研究網(wǎng)絡(luò)流量的動(dòng)態(tài)特性，有助于揭示現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的工作機(jī)理，從而對(duì)基于Internet的網(wǎng)絡(luò)控制的時(shí)延尤其動(dòng)態(tài)時(shí)延有較好的把握。 最后，本文集中在控制策略方面，針對(duì)開放式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的非線性時(shí)變特點(diǎn)，分別與魯棒控制理論和多模型理論相結(jié)合，提出了各自新的算法。在應(yīng)用前者時(shí)，建立了一時(shí)變多時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對(duì)象模型，結(jié)合應(yīng)用于時(shí)滯系統(tǒng)的魯棒控制理論，通過求解線性

5、矩陣不等式，在滿足一定性能要求條件下給出靜態(tài)狀態(tài)反饋控制，使得閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)二次型穩(wěn)定并滿足相應(yīng)的性能指標(biāo)。 而開放式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的模型結(jié)構(gòu)或參數(shù)往往是不確定的，使得我們很難對(duì)其建立一個(gè)較為精確的模型。在估計(jì)系統(tǒng)狀態(tài)的同時(shí)還需要辨識(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使很多常規(guī)算法對(duì)系統(tǒng)辨識(shí)產(chǎn)生延遲與誤報(bào)，從而對(duì)估計(jì)發(fā)生嚴(yán)重偏差。多模型算法由于其獨(dú)有的處理具有結(jié)構(gòu)和參數(shù)未知或變化以及將復(fù)雜問題簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單問題的能力，近年來受到了高度的重視，但未見到與網(wǎng)