基于模型的网络化控制研究

《基于模型的网络化控制研究》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、摘要网络化控制系统中网络的引入导致系统存在分布式时延。本文讨论了网络化控制系统中时延的分布及影响时延的因素，并总结出处理网络化控制系统中时延的三类主要策略：保证QoP的策略、保证Qos的策略以及兼顾QoP和Qos的策略。前两种策略要么片面考虑控制性能的要求，要么片面强调网络服务质量好坏，均无法达到最好的控制效果。而第三种策略兼顾QoP和Qos要求，在控制系统设计的同时考虑网络实现的问题，有利于系统性能的总体提升，因而这种策略已经成为研究的主流。本文提出的基于输入输出模型的网络化控制方法正是一种兼顾QoP

2、和QoS的方法，其主要思想是通过引入对象的输入输出模型和缓存器来克服网络造成的信息反馈不及时。该系统在不能获得反馈信息的时候，可以利用对象模型的输出值近似代替对象的输出值计算控制量，而在网络通畅时刻则利用对象输出计算控制量并刷新模型。用仿真验证了本文提出的输出反馈网络化控制系统算法的有效性，仿真结果表明本文的控制策略直接采用可以测量的输出信号，方便实用：由于采用了模型运算补偿网络传输延时，且利用对象输出刷新模型内部信息以减小模型失配影响，本文控制结构能很好的抑制固定延时和随机时延对系统性能的影响，从而获

3、得一个较好的控制水平。此外，本文针对一类SIS0系统，在有模型参数误差存在的情况下，证明了在无时延传输，固定时延两类情况下系统的稳定性充要条件。关键词：网络化控制系统；时延；模型；输出反馈AbsⅡactAbstractInnDducingne觚orki11t0NCS(networkedcontrolsystems)resuJtindistributedtimedelay．Thep印eraIlalyzesdis埘butionof血nedclayinNCS砌mefactorst11athavee行ectso

4、ntlletiIIledelayT1lreekindsofs廿吼e百es，namelycnsllringQoP'ens埘ngQosand垂VingattentiontobomsimultaIlcously，wereslllnmadzedout．hmemree，thefirstalldsecondcall’tacquirccon仃01pu巾ose，formeyei也eronlyconsidermecon扛Dlperfb皿衄ncedemand，oruIlilaterallyemph髂izeⅡ1enetwor

5、kseⅣicequality-Becauseofsimllltaneouslyconsideringmenetworkimplem删ionattlletimet11ecoI山．olsystemw嬲desi印ed，met11irdbenefitsettillguptllewholeperfomlance，formis，廿1emirdh硒becomemains拄：扣：gy．Theinput—outputⅡlodel-b船edNCSaddressedinthisp印erismethirdstrategyAke

6、yideaabouttllisclassofs”temist0immduceaplant’sinput-outputmodel龇1dab谢htoovercomemedefectoffeedbacklag协打oducedby畦lenetworkusage．WhenmefeedbackisllIlavailable，mecomr01ouIputiscomputedbascdontlleplantmodelou鲫n，andwhenavailable，basedonnleplamoutput，meallwhil

7、e，theplaIltmodelisupdated丽t11tlleplantoutput．Somes曲mlationsareusedtoVerifyoura190ritllm，趾dtlleresllltsshowmattheal鲥mmisvalidandcoIⅣeIliem．Atlast，undertwo廿ansfermodes，menecessaryandsumcientconditionfoI。closed—100pstabilit)rofaclassofSIS0systemswitllmodele

8、n．orisderived．Keywords：NetworkedconnDlsystems；Time—delay；Model；0u中utfeedback第一章绪论本文工作得到国家自然科学基金(60374002、60421002)、973计划(2002cB312200)、教育部新世纪人才支持计划(NcE■04．O算7)和英国皇家工程院的资助。本章简要介绍了网络化控制系统的发展，定义和特点。总结了网络化控制系统中的一些问题。介绍了时延网络控制的