網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的建模、穩(wěn)定性分析及其調(diào)度的研究.pdf

1、分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是采用串行通訊網(wǎng)絡(luò)作為控制器、傳感器和執(zhí)行器間信息的交換通道,這種通過控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)閉環(huán)控制回路的反饋控制系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng).網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有系統(tǒng)連線少、可靠性高、結(jié)構(gòu)靈活、易于系統(tǒng)擴展和維護以及能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享等優(yōu)點.在具有多重優(yōu)點的同時,網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)自身的缺點也是明顯的.由于控制網(wǎng)絡(luò)是分時復(fù)用的,信息只有等到網(wǎng)絡(luò)空閑時才能發(fā)送出去,這樣就不可避免地將網(wǎng)絡(luò)傳輸延時引入到控制系統(tǒng)中.而且不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,延時可

2、能是恒定或者時變的,使得網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計變得十分復(fù)雜.對控制網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議和延時的組成及性質(zhì)進行分析,討論了影響延時的因素.在此基礎(chǔ)之上,研究了多輸入多輸出的線性網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的連續(xù)時間模型,此模型中包含有多個網(wǎng)絡(luò)延時.另一方面,利用離散控制系統(tǒng)理論,分析了控制系統(tǒng)中的各信號關(guān)系,提出了控制器節(jié)點分別工作在時間觸發(fā)方式和事件觸發(fā)方式下的閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的離散數(shù)學(xué)模型,其系數(shù)矩陣依賴于延時.當(dāng)延時為常數(shù)時,系統(tǒng)的狀態(tài)方程是時不變的.分別

3、利用時滯理論、矩陣?yán)碚摵途€性矩陣不等式從不同的角度研究了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,得到了使網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的最大允許網(wǎng)絡(luò)延時MATI,只要實際網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的傳輸延時小于MATI,閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)就是穩(wěn)定的.因此應(yīng)該針對實際問題選取適當(dāng)?shù)目刂凭W(wǎng)絡(luò)以及設(shè)計合適的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法,以保證控制系統(tǒng)信息傳輸延時小于其MATI.仿真實驗驗證了所提定理的有效性.控制回路延時的大小直接依賴于回路的采樣周期和采樣時刻,因此應(yīng)該對回路的采樣時刻進行調(diào)度.利用穩(wěn)