网络控制系统的时延补偿与调度方法的研究

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1、硕士学位论文网络控制系统的时延补偿与调度方法的研究摘要随着控制系统规模的曰益扩大以及计算机网络技术的飞速发展，基于计算机网络的控制系统逐步应用到控制工程中，具有系统连线少、可靠性高、易于系统扩展以及能够实现信息资源的共享等优点。但由于通讯网络的引入，使得网络控制系统中存在如网络诱导的时延、网络调度、数据包的多包传输及丢失等许多新的问题。因此，网络控制系统的分析与设计成为目前控制理论与控制工程领域的热点研究课题。本文主要针对网络控制系统中时延和调度两个基本问题进行了相关研究，主要工作如下：(1)对网络控制系统的一些基本概念、问题

2、及目前的研究现状做了一个比较详细的综述。(2)针对网络控制系统中存在的时延，首先介绍了网络控制系统的建模问题，并在此基础上介绍了相应的时延补偿方法。对网络诱导的不确定时延，提出了将模糊控制与传统的控制方法相结合的补偿方法，分析了稳定性，给出了带有模糊逻辑调节参数的网络PI控制系统的稳定性区域，并通过网络环境下的直流电机模型验证了此类控制算法的有效性。(3)为了改善整个网络QoS水平，保证网络中各个控制环的性能，同时提高网络的利用率，从网络的角度出发，研究了网络控制系统的优化调度问题。主要介绍了实时调度方法在网络调度中的应用；以

3、及通过对网络控制系统中的各个控制环采样周期和采样时刻的调度，来合理分配网络带宽资源的方法。(4)对网络控制系统的仿真技术进行了研究。首先介绍了一个新的NCS仿真软件TrueTime；其次完成了在Ethernet上网络控制系统实时仿真系统的设计，并在此基础上对模型和控制策略进行了仿真试验。关键词：网络控制系统，网络时延，模糊逻辑补偿，调度，实时仿真硕士学位论文RESEARCHONTIME．DELAYCOMPENSATl0NANDSCHEDULINGMETHODSFORNETWORKEDCONTROLSYSTEMSABSTRACT

4、Alongwiththeextensionofthecontrolsystemscaleandfastdevelopmentofnetworktechnologies，controlsystemsbasedoncontrolnetworksarewidelyappliedinthemodemindusvycontrol，whichhaveadvantagesoflesswires，highreliability,goodflexibilityandshareofinformationresources，etc．HoweveLs

5、incethecommunicationnetworkhasbeeninsertedinthenetworkedcontrolsystem，somenewissuessuchasnetwork-inducedtimedelay，networkscheduling，multiple-packettransmissionanddroppingnetworkpacketsappear．Therefore，analysisanddesignofNCShasbeenahotresearchprobleminthecontroltheor

6、yandcontrolengineeringarea．Thekeyissuesoftimedelayandschedulinginthenetworkedcontrolsystem(NCS)arestudiedinthisdissertation．Mainachievementsareasfollows：(1)Thedetailsummaryofsomebasiccontents，issues，andrecentresearchonnetworkedcontrolsystemismade．(2)Totheexistingnet

7、work—inducedtimedelay,differentmethodsfurtime—delaycompensationinNCSareintroducedbasedonmodelingofNCS．Asforuncertaintimedelay,somecombinedcompensationschemesincludingFuzzy-PIcontrollerandFuzzy-PIcontrollerbasedonSmithpredictionarepresentedfirstly；thenStabilizationis

8、analyzedindetail，stabilityregionofthenetworkedPIcontrolsystemwithfuzzylogicmodulatorisprovided．Thesecontrolmethodsarevalidatedthroughthesi