基于模型的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)（Networked Control Systems）是一類通過實時通信網(wǎng)絡將傳感器、控制器和執(zhí)行器進行互聯(lián)的分布式控制系統(tǒng)，這種控制模式具有低成本，維護簡單，靈活性高等優(yōu)勢，廣泛應用于工業(yè)場合，無人飛行器等領域。但是，由于網(wǎng)絡中的節(jié)點很多和通信網(wǎng)絡分時復用的特點，帶寬有限的通信網(wǎng)絡在傳輸信息時，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，導致控制系統(tǒng)性能的下降甚至不穩(wěn)定，給控制系統(tǒng)的分析和設計帶來

2、了很大的麻煩。本文主要針對帶寬約束和時延問題，從降低節(jié)點的包傳輸速率的角度出發(fā)，來降低帶寬約束對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的影響。主要研究內(nèi)容如下： 本文研究了基于模型的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)（MB-NCS）。為了減少網(wǎng)絡流量，同時保證一定的控制性能，該控制結構使用對象的一個確定的模擬模型。在模擬模型沒有被控對象信息更新的時候（即在網(wǎng)絡兩次瞬時傳輸數(shù)據(jù)之間），這一模型被用來模擬被控對象的狀態(tài)。文中假設模擬模型參數(shù)與被控對象相近似。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，對于不同的網(wǎng)絡和控制方案，諸如：狀態(tài)反饋，輸出反饋，和網(wǎng)絡存在時延，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，M陣包含了對象參數(shù)以及對象和模擬模型參數(shù)誤差的信息。 針對帶寬約束問題，采用了基于誤差閾值通信邏輯的傳輸規(guī)則，將其運用到基于模型的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中，設計了具有通信邏輯功能的智能傳感器節(jié)點結構，從被控對象狀態(tài)全部可測量與部分狀態(tài)可測量甚至是完全不可測量兩種情況出發(fā)，分別建立了具