网络控制系统中控制与调度的协同设计博士学位论文

《网络控制系统中控制与调度的协同设计博士学位论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、⑧．择。工工誓女莓博士学位论文论文题目：圆缝撞剑垂缝虫{窒剑皇迥廑丝毖囤遗址作者姓名————』．L鳖』坠—一指导教师三互屋丝墼学科专业蕉型堡垒生蕉型墨垂所在学院焦璺三垄生堕提交Et期—上盟生生上L且一浙江工业大学博士学位论文网络控制系统中控制与调度的协同设计摘要随着网络控制系统研究的深入，网络控制系统中的网络调度逐渐受到研究者的重视，研究网络控制系统调度的目的是改善网络的QoS，减少冲突、阻塞等不利因素的发生，从而减小网络诱导时延，减少数据包丢失的发生，对于改善网络控制系统的性能具有重要的意义。但是网络和控制两方面存在着相互影响、相互制约的内在联系，解决上述问题

2、应考虑控制与调度的协同设计，以保证网络的服务质量QoS和控制系统的控制质量QoC。控制与调度的协同设计过程，需要从理论上研究调度对于控制系统性能的影响，从而为调度方法的确定提供依据。为了分析控制系统的各种性能，建立了输入、输出端都具有通信约束的通用NCS调度模型，并利用通信序列来表示调度情况，然后将其转化为离散切换系统。在研究NCS调度模型的能控性、能观性时，利用循环不变子空间理论及其相关的性质，给出了静态调度下网络控制系统能控性、能观性的充要条件，并给出了原有控制系统与经由网络静态调度后系统之间能控性、能观性的关系。利用切换系统中的多Lyapunov函数方法，

3、对状态反馈下的NCS调度模型的稳定性、鲁棒性进行分析，并以LMI形式给出系统满足鲁棒性能的充要条件，及其鲁棒Hoo控制器的设计方法；然后，对多系统调度的网络控制系统进行建模，将其也转化为离散切换系统，并将得到的鲁棒性相关结论，扩展到多系统调度中。在状态反馈下对NCS调度模型展开保性能分析，以LMI形式给出系统保性能的充要条件，及其保性能控制律的求解；在此基础上，进一步得出最优保性能控制律的求解条件；然后将得到的结论推广到多系统调度中。针对NCS中的调度，提出基于RM和EDF的二维调度策略，能够实现优先级与带宽的二级分配，具有较高的灵活性；并利用RM与EDF方法的

4、任务可调度性条件，得出二维调度中的带宽可调度性条件；二维网络调度策略可以在浙江工业大学博士学位论文同一个网络中，用RM及EDF调度方法来分别对不同的任务进行调度。采样周期是QoC与QoS之间的纽带，在控制与调度协同设计中起到重要的作用，所以有必要从理论与实际应用两个角度出发对NCS中变采样进行研究。首先将NCS中的变采样建模为离散切换系统，再应用上面得到的鲁棒性能的有关结论就可以得出相关变采样Hoo控制器的设计；其次在应用上，提出基于LS—SVM的在线网络预测控制，在LS．SVM的基础上，利用训练数据窗及训练数据阈值，推导出适合NCS的在线训练方法，结合GPC方

5、法得到在线LS．SVM预测控制量的方程解。仿真结果显示，该方法可以很好的应对NCS中出现的时延、丢包以及变采样周期问题，且具有较好的鲁棒性。关键词：网络控制系统，调度，协同设计，能控性，能观性，鲁棒控制，保性能控制，变采样控制lI浙江工业大学博士学位论文SCHEDULINGANDCoNTRoLCo．DESIGNINNETWoRKEDCoNTRoLSYSTEMABSTRACTWiththedevelopmentofNCS(NetworkedControlSystem)，moreandmoreresearchersfocusontheschedulingofnetw

6、orkwhichCanimprovetheQoS(QualityofService)ofnetworkandreducethechanceofcollisionandCongestioninnetwork,thenitCanreducethenetworkinducetimedelayandtherateofdatapacketloss，SOschedulinghasgreatsignificationonimprovingtheperformanceofNCS．Fornetworkandcontrolsystemhavingeffectandrestricti

7、ononeachother,themethodofcontrolandschedulingCO-designisthebestwaytosolvethisproblem,whichCanguaranteetheQoSofnetworkandtheQoC(QualityofContr01)ofcontrolsystem．TheprocessofcontrolandschedulingCO—designneedstostudytheperformanceofcontrolsystemaffectedbyschedulingintheory，whichCansuppo

8、rttochooseth