网络控制系统的分析、建模与控制

《网络控制系统的分析、建模与控制》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、东北大学硕士学位论文摘要网络控制系统的分析、建模与控制摘要网络控制系统(Ncs)是复杂控制系统和远程控制系统的客观需求，与传统的点对点式的控制系统相比，NCS具有信息资源能够共享、连线少、易于系统扩展和维护、可靠性和灵活性高等优点，但同时由于网络通信带宽的限制，数据传输不可避免的存在延时、丢包、多包传输等问题，导致网络性能下降甚至不稳定。本文考虑了NCS中存在的多种问题，研究了基于网络的控制系统的建模和控制问题。首先，对影响NCS性能的一些因素进行了分析。分析了几种控制网络的性能，分析了延时产生的原因及组成，并且分析了延时和数据包丢失对系统稳定性的影响。其次，基于线性时不变工业对象

2、模型，对包含网络的广义被控对象进行了分析与建模。这一部分主要分成单包传输和多包传输两种情况分别进行了介绍，并且每种情况都考虑了不同的网络特性。包含网络的控制系统是一种时变的控制系统，不同的网络特性下有不同的模型。本文将不同网络特性下的模型统一成一种标准形式，有利于控制器的分析和设计。最后，在前面所建立的模型的基础上，利用极点配置方法设计了状态观测器及控制规律。状态观测器的设计分为全维状态观测器和降维状态观测器，控制规律为时变的线性状态反馈。证明了分离定理在这种设计法则下仍然成立，同时，分析了这种时变模型的稳定性问题，仿真结果证明了控制方法的有效性。关键词：网络控制系统；性能分析；建

3、模；时延；单包传输；多包传输；分离定理一II．东北大学硕士学位论文AbstractAnalysis，modeling，andcontrolofNCSAbstractNetworkedcontrolsystemCNCS)isobjectivelyneededbycomplicatedcontrolsystemsandremotecontrolsystems．Comparedwiththetraditionalpoint—to—pointcontrolsystems，NCShasenornlousadvantagessuchasthesharedresourcesofinformati

4、on，reducedsystemwiring，easyofsystemextendingandmaintenance，higherreliabilityandflexibility,andSOon．However，becauseoftheconstraintsofthecommunicationbandwidth，theproblemsofnetwork-deduceddelays，packetsdropout，andmultirIle-packettransmissionaretmavoidable，whichdegradetheperformanceofcontrolsyste

5、msandevenmakethemunstable．Consideringtheseproblems．thisdissertationstudiesthemodelingandcontrolofNCS．First，thefactorsaffectingtheperformanceofNCSarepresented．Thedifferentcharactersofcommunicationnetworks，thereasonswhydelayshappen，thecompositionsofdelays，andtheinfluencesofthenetwork-deduceddela

6、ysandpacketslosstosystemstabilityareanalyzed．Next，theaugmentedcontrolledplantsincludingnetworksareanalyzedandmodeledinthisdissertation，basedonthelineartime—invariantindustrialcontrolledplants．Thetwosituationsofsingle-packettransmissionandmultiple—packettransmissionareintroducedrespectively，and

7、differentpropertiesofnetworksareconsideredineachsituation．Thecontrolsystemsincludingnetworksaretime-varyingsystems，andtherearedifferentmodelsfordifferentnetworkedproperties．Auniformedmodelisdevelopedinthisdissertation，whichmakesforthean