網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的時(shí)延補(bǔ)償與穩(wěn)定性研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，簡稱為NCS(Networked Control System)，是一種通過實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的閉環(huán)分布式反饋控制系統(tǒng)。其中，控制器、傳感器和執(zhí)行器各節(jié)點(diǎn)通過一條共享的網(wǎng)絡(luò)來交換信息。但由于網(wǎng)絡(luò)的承載能力和通信帶寬有限，造成信息的碰撞、重傳等現(xiàn)象的發(fā)生，使得信息在傳輸過程中不可避免的存在延時(shí)。本文主要圍繞時(shí)延進(jìn)行研究，并提出有效的控制方法。
　　 首先，本文介紹了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的概念、產(chǎn)生的背景，并在此基礎(chǔ)上介紹了網(wǎng)絡(luò)控制

2、系統(tǒng)中存在的幾個(gè)主要問題。然后針對(duì)本文所研究的時(shí)延問題介紹了時(shí)延的研究現(xiàn)狀。
　　 其次，介紹了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延產(chǎn)生的因?yàn)?，分析了?jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式的選取對(duì)時(shí)延的影響。同時(shí)給出各種條件下NCS的數(shù)學(xué)模型，并仿真分析時(shí)延對(duì)控制系統(tǒng)性能的影響。
　　 在此基礎(chǔ)上，針對(duì)短時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，對(duì)傳統(tǒng)的狀態(tài)觀測器進(jìn)行改進(jìn)。利用狀態(tài)觀測器的預(yù)估作用，對(duì)傳感器到控制器的時(shí)延進(jìn)行補(bǔ)償，并進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明該方法能夠有效補(bǔ)償傳感器到控制器的時(shí)延，保

3、證了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)良好的性能。
　　 針對(duì)長時(shí)延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，通過穩(wěn)定性分析，得出基于LMI的狀態(tài)反饋控制器。仿真結(jié)果表明該方法的有效性。然后研究了同時(shí)具有大于一個(gè)采樣周期的傳輸時(shí)延及數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，將網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建模成具有兩個(gè)事件速率約束的異步動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，利用異步動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論給出了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定的充分條件，通過求解一組矩陣不等式，可以得出相應(yīng)的狀態(tài)反饋控制器。仿真結(jié)果表明了該方法的有效性。