基于internet的网络控制系统动态调节和变结构控制

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1、基于Internet的网络控制系统动态调节和变结构控制王骞“2易建强2赵冬斌2吴并臻(1北京科技大学信息工程学院，北京100083，E-mail：wangqianustb@一163．com；2中国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学重点实验室．北京100080)摘要：基于Intemet的网络控制系统面临的最大问题就是时变不确定的延时，因此系统往往会不稳定，严重甚至失稳或崩溃。针对这种情况，在采用BP神经网络对网络延时进行预测的基础上对传送的数据报进行合理的动态调节规划，以期最大限度地利用及时更新的有效数据报，然后根据动态调节结果设计网络控制系统的变结构控

2、制器。仿真表明，利用提出的动态调节和变结构控制相结合的策略，有效地保证了时变不确定延时情况下系统的稳定性和鲁棒性。关键词：网络控制系统：动态调节：变结构控制：延时补偿DynamicalSchedulingandVariableStructureControlinNetworkedControlSystemsBasedonInternetWangQianl,2盼Jian—qian92．ZhaoDong-bin2,WuBing-zhenl(1．SchoolofInformationEngineering，UniversityofScienceandTechn

3、ologyBeijing，Beijing100083，China，E-mail：型a!!ggia!一u§!bf蛰!笪：!Q卫；2LaboratoryofComplexsystemsandIntelligenceScience，InstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Beijing100080，China)Abstract：ThebiggestproblemthattheInternet·basednetworkedcontrolsystemsfacesistherandomtime—varyingde

4、lay,whichoftencausessystemsinstabilityandevencollapseAimingatthisproblem，withtheaidofthetime·delaypredictivemodelbasedonBPneuralnetwork，adynamicalschedulingtodatapacketsisappliedinordertoutilizethepromptandnewdatapacketstothegreatestextentVariablestructurecontrollertocompensatefo

5、rtime—delayisthendesignedaccordingtothedynamicalscheduling．Thesimulationshowsthatthedynamicalschedulingandvariablestructurecontrollerareeffective，andtheyguaranteethestabilityandrobustnessofsystemswithvarianttime．delayKeywords：networkedcontrolsystems；dynamicalscheduling；variablest

6、ructurecontrol：time-delaycompensation1引言(Introduction)随着计算机及网络技术尤其是Intemet的迅速发展，现代控制系统和计算机通信网络日益紧密结合，共享快速高效的网络资源，形成了网络控制。所谓网络控制系统(NetworkedControlSystems，NCS)就是通过实时通信网络或Internet形成闭环的反馈控制系统，其最显著的特征就是各种信息(参考输入、被控对象输出、控制输入等)可以通过网络在系统各组件(传感器、控制器、执行器及监控计算机)之间进行传输交换，也可以通过网络与本系统之外的其它节点进

7、行传输交换Il_2J。尽可能地延伸控制的空间距离应该是网络控制的主要目标，也是其比之传统现场控制诱人之处。图1是基于Intemet的网络控制系统结构图，系统中的前向通道和反馈通道均由Interact网络构成，因此理论上网络控制系统的控制距离可以无限延伸，可以在任何时间、任何地点，对联入网络的任何设备或节点进行控制和操作。图1基于Interact的网络控制系统但是，Interact的TCPflP协议组并不注重实时陛，这样对于传送数据和信息量不大而对动态信息的实时性要求高的控制系统，其前向通道和反馈通道必然会同时存在传送延时。同时，Internet的路由器采

8、用动态路由协议，根据Intemet网络负载情况选择路由，网络负载的实时变化会造成