大延時(shí)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)研究和基于CORBA的實(shí)現(xiàn).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)是通過通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成反饋回路的控制系統(tǒng).網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)從實(shí)踐中產(chǎn)生和發(fā)展起來,網(wǎng)絡(luò)化的控制方式可以擴(kuò)大人類的控制范圍,提高控制性能,增強(qiáng)控制能力,快速靈活的組建復(fù)雜的大規(guī)模控制系統(tǒng),從而在工業(yè)、軍事、通信、交通以及人們的日常生活中獲得了廣泛的應(yīng)用.網(wǎng)絡(luò)的引入給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)帶來了一系列的問題,如網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的處理、網(wǎng)絡(luò)資源的最佳分配、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分析和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等,阻礙了網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的發(fā)展以及在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用,因此針對(duì)這

2、些問題的研究具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值.本文對(duì)上述問題做了系統(tǒng)的研究,提出了可行的解決方案.由于影響系統(tǒng)性能的主要因素是時(shí)變的網(wǎng)絡(luò)延時(shí),因此研究重點(diǎn)是時(shí)變網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的補(bǔ)償問題.針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)特性分為兩個(gè)研究方向,一是網(wǎng)絡(luò)延時(shí)為隨機(jī)時(shí)變的情況,二是網(wǎng)絡(luò)延時(shí)受馬爾可夫鏈約束的情況.主要研究?jī)?nèi)容為通過控制器設(shè)計(jì)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的影響,保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定性,提高控制性能.網(wǎng)絡(luò)延時(shí)隨機(jī)變化時(shí),首先提出了時(shí)滯依賴于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)鎮(zhèn)定條件,通

3、過錐補(bǔ)線性化方法把此條件轉(zhuǎn)化成典型的線性矩陣不等式問題,迭代求解鎮(zhèn)定控制器.在鎮(zhèn)定問題基礎(chǔ)上,考慮了網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的H<,∞>控制問題和保性能控制問題,即在系統(tǒng)穩(wěn)定前提下,同時(shí)能夠滿足一定的性能要求.隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)補(bǔ)償方法能夠保證在時(shí)變網(wǎng)絡(luò)延時(shí)特性下系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能指標(biāo)要求,適合應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)特性未知及時(shí)變的情況,但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)特性已知時(shí),這種方法有一定的保守性.網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是控制器設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度的聯(lián)合尋優(yōu)問題,網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的研究?jī)?nèi)

4、容是尋求滿足控制系統(tǒng)性能要求的網(wǎng)絡(luò)資源分配策略.網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度的主要特點(diǎn)是非搶占調(diào)度,針對(duì)此特點(diǎn)采用非搶占的速率單調(diào)調(diào)度方法分析了網(wǎng)絡(luò)資源可調(diào)度的條件.同時(shí)設(shè)計(jì)控制器和網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度策略是非常復(fù)雜的,很多情況下根本無法求解,針對(duì)這種情況,提出分層的設(shè)計(jì)方法降低同時(shí)求解控制器和調(diào)度器的復(fù)雜性.把網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為控制層、調(diào)度層、網(wǎng)絡(luò)層三層結(jié)構(gòu),調(diào)度層協(xié)調(diào)底層的通信網(wǎng)絡(luò),向控制層提供所要求的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),控制層在調(diào)度層提供的網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)基