基于異步動態(tài)和容錯模型的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)分析與設計.pdf

1、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)是系統(tǒng)組件通過共享通信網(wǎng)絡連接的反饋控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的點對點控制系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)具有布線較少、安裝費用較低、故障診斷能力較高、易于重構(gòu)和維修等優(yōu)點。正因為這些明顯的優(yōu)點，使得網(wǎng)絡控制系統(tǒng)在移動機器人的協(xié)調(diào)控制、先進的飛機機載控制以及電網(wǎng)、鐵路運輸服務系統(tǒng)等眾多領域具有廣泛的應用。但同時由于將網(wǎng)絡引入到控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)受網(wǎng)絡帶寬、承載能力等的限制，導致數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)網(wǎng)絡誘導時延、丟包、通信約束、故障、量化誤差等問題

2、，使得對控制器的分析和設計變得復雜。本文針對以上存在的部分問題進行了相關研究。
　　首先，說明了課題的研究背景和意義，描述了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)類型及其存在的一些問題，介紹了不同問題的算法研究現(xiàn)狀，重點介紹了控制和調(diào)度協(xié)同設計的方法，對本文涉及的異步動態(tài)系統(tǒng)、切換系統(tǒng)、容錯控制、線性矩陣不等式工具箱等理論基礎知識做了相應介紹。
　　其次，在考慮網(wǎng)絡控制系統(tǒng)同時存在隨機時延和丟包的情況下，針對被控對象有些狀態(tài)不可測的情況設

3、計了觀測器，這個算法包括兩點:首先根據(jù)丟包情況將系統(tǒng)建模為異步動態(tài)系統(tǒng);然后針對系統(tǒng)中存在的隨機時延使用分段處理策略，應用時間戳技術測量出當前時刻的實際時延值，然后根據(jù)當前時刻不同的時延值采用不同的控制量，系統(tǒng)變?yōu)榫哂星袚Q思想的控制系統(tǒng)，并用TrueTime工具箱進行了仿真驗證。
　　再次，考慮到網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中帶寬有限這一約束，對同時存在隨機時延、介質(zhì)訪問約束、執(zhí)行器故障的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)進行了容錯控制和動態(tài)調(diào)度的協(xié)同設計。由于此時僅