基于变结构理论的网络控制系统设计及应用研究

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1、摘要近年来，随着控制系统规模的日益扩大，网络成为控制系统的主要特征，网络控制系统是当今控制界一个热点研究课题。网络在给控制系统带来了安装简单、维护方便、资源共享等优点的同时，也给控制系统带来了新的问题：信息的传输延迟，通常是随机的，而且常常是大于一个采样周期的；由于网络传输的不可靠性，网络控制系统还有丢失信息包的现象发生。可以看出网络的引入使得网络控制系统的分析与设计变的复杂起来，所以基于理想假设的经典控制理论在应用于网络控制系统之前需要研究由于网络的引入而产生的新的课题。当前滑模控制、模糊原理、模糊滑模融合理论系统和线性矩阵不等式等的迅猛发展，给各种系统的研究提供了有力的

2、工具，本课题主要研究利用这些现代数学工具来处理网络控制系统中的时延问题，具体工作如下：首先，论文研究了滑模控制在网络控制系统中的应用方法。并针对一类线性被控对象，将滑模预估变结构控制器的设计方法引入到它的设计中，设计出的控制器可以用来处理长时滞，克服满足匹配条件的扰动和一定的数据包丢失。其次，论文研究了模糊滑模控制在网络控制系统中的应用方法。并针对一类非线性被控对象，将模糊滑模预估变结构控制器的设计方法引入到它的设计中，很好地克服了滑模控制在滑模面上的“抖动”。再次，论文研究了网络控制系统的稳定性问题。利用线性矩阵不等式推导出网络控制系统的稳定条件和最大允许通讯延时。最后，

3、论文基于VisualC++开发工具对MOTOMANUP6机器人系统进行了二次开发，并在局域网内实现了机器人系统的网络远程控制，为课题组的研究提供了一个很好的工作平台。关键词网络控制系统；滑模控制：模糊控制；时延；MOTOMAN燕山大学工学硕士学位论文AbstractWiththeincreasingofthesizeofcontrolsystem,thenetworkwillplaymoreandmoreimportantroleinthecontrolsystems。Thenetworkedcontrolsystem(NCS)isanewresearchdomainint

4、heautomation。Thenetworkbringstocontrolsystemstheoutstandingadvantagesofinstallationsimple，maintenanceconvinceandresourcesharing．Butalsosomenewproblemsappear：thedelayoftransferringinformationiSoftenrandom,anditisoftengeaterthanasamplingperiod；becauseoftheundependabilityofnetworktransfer,the

5、reisadropoutinNCS．TheinsertionofthecommunicationnetworkinthefeedbackcontrolloopmakestheanalysisanddesignofanNCSeomp酶x，SOitisnecessarytostudythenewresearchbeforetheconventionalcontroltheorieswithmanyidealassumptionsappliedtoNCS．Theadvancesinslidingmodecontrol，fuzzysystemsandlinearmatrixineq

6、ualitiesprovidetheresearcherswithpowerfultoolsformanysystems。节畦sthesisaimstoachievethetimedclayproblemwiththesetools．Wedothefollowingwork：Firstofall，thepaperdiscussestheusingofslidingmodecontrolinnetworkedcontrolsystems。T量leslidingpredictivecontrollerwithgoodperformanceisdesignedforarapid—

7、changedlinearplantunderdelay，networkinducednoiseanddatadropoutcircumstance．Secondly,thepaperstudiesthefuzzyslidingmodecontrolinnetworkedcontrolsystems．n1。fuzzyslidingpredictivecontrollerwithgoodperformanceisdesignedforarapid—changednonlinearplantunderdelay，net