時延網絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析.pdf

1、隨著控制系統(tǒng)規(guī)模的日益增大，網絡控制系統(tǒng)憑借其強大的優(yōu)越性，引起了人們的廣泛關注。網絡控制系統(tǒng)是20世紀90年代興起的控制理論發(fā)展中的新課題，是通過實時的網絡構成閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)，是一種完全分布式、網絡化的實時控制系統(tǒng)。 從結構上看，網絡控制系統(tǒng)的特點是各控制裝置直接作為網絡接口和通信網絡相連，提高了設備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度，使不同地點的用戶實現(xiàn)資源共享和協(xié)調操作。但由于網絡中的信息源很多，信息的傳送要分時占用網絡通信線路，而網

2、絡的承載能力和通信帶寬有限，必然造成信息的碰撞、重傳等現(xiàn)象的發(fā)生，使得信息在傳輸過程中不可避免地存在時延。因此，網絡控制系統(tǒng)中的傳輸時延控制策略的研究顯得尤為重要。本文針對帶有傳輸時延的網絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行研究。 在文章中，首先介紹了網絡控制系統(tǒng)的概念和網絡控制理論的發(fā)展概況、研究內容及現(xiàn)狀；其次，對不同網絡控制系統(tǒng)的時延進行分析，并引入了相應的系統(tǒng)模型；在此基礎上，針對網絡傳輸產生的傳感器到控制器以及控制器到執(zhí)行器的時延問

3、題，建立了多輸入多輸出網絡模型，基于比較理論和矩陣測度的性質，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎上，設計了狀態(tài)反饋控制器，使系統(tǒng)具有較強的魯棒性；同時，針對網絡傳輸產生的傳感器到控制器及控制器到執(zhí)行器的時延不確定性問題，將時延的不確定性轉化為系數(shù)矩陣的不確定性，對于轉換后的不確定系統(tǒng)，采用基于LMI的魯棒保性能控制方法，設計狀態(tài)反饋控制器使系統(tǒng)是漸近穩(wěn)定的，同時滿足系統(tǒng)的保性能指標；設計過程中同時考慮了實際系統(tǒng)中對控制器輸出幅值的要求。仿真結果的