NBFI系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)是控制科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)發(fā)展和綜合的產(chǎn)物。NCS具有連線少、靈活性強(qiáng)、便于故障診斷和信息資源共享等眾多優(yōu)點(diǎn)，但控制系統(tǒng)引入網(wǎng)絡(luò)后，由于帶寬有限、分時(shí)復(fù)用、數(shù)據(jù)傳輸路徑不確定等都會(huì)導(dǎo)致信息傳輸中的等待、阻塞及丟包等現(xiàn)象，不可避免地產(chǎn)生時(shí)延。這些受負(fù)載、通信協(xié)議等影響的時(shí)延，無(wú)論定常或時(shí)變還是有界或無(wú)界，都會(huì)不同程度影響控制系統(tǒng)性能，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)，這給NCS分析、設(shè)計(jì)和控制帶來(lái)很大困難。因此，如何針對(duì)

2、NCS自身特點(diǎn)，應(yīng)用已有控制理論分析設(shè)計(jì)方法或建立新的理論和方法來(lái)解決NCS中存在的問(wèn)題，成為人們研究的一個(gè)熱點(diǎn)。 基于網(wǎng)絡(luò)的反饋連接(NBFI)是在傳統(tǒng)的反饋連接中插入網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各個(gè)被控對(duì)象之間的信息傳輸和數(shù)據(jù)交換的一種物理模型。其實(shí)，NBFI是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)的一種拓展模型，如果NCS系統(tǒng)的控制器取為動(dòng)態(tài)反饋，則它就可看做是一類NBFI，因此網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的分析和設(shè)計(jì)方法同樣的適用于NBFI系統(tǒng)。 本文

3、考慮了時(shí)延小于一個(gè)采樣周期的情況，對(duì)NBFI系統(tǒng)進(jìn)行了分析和建模。即，當(dāng)系統(tǒng)中存在網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)，令兩個(gè)被控對(duì)象的執(zhí)行器端輸入值保持前一時(shí)刻狀態(tài)。在分析了網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和系統(tǒng)變量之間的關(guān)系后，把NBFI建模成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，然后利用李亞普諾夫方法對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性研究，推導(dǎo)出使系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件。 針對(duì)帶有時(shí)延和數(shù)據(jù)包丟失的NBFI系統(tǒng)，將其建模為一個(gè)結(jié)構(gòu)事件率約束的異步動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。把系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)看成按照一定速率閉合的開(kāi)關(guān)，從而將數(shù)據(jù)丟包