基于超采样方法的网络控制系统的分析与优化

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于超采样方法的网络控制系统的分析与优化作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：张璐李旭光副教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学控制理论与控制工程2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：李鸿儒潘峰，宾洋东北大学2014年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringAnalysisandOptimizationofNetworkedControlSystemsBasedonHype

2、r-SamplingModeByZhangLuSupervisor：AssociateProfessorLiXuguangNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：涨赫IEI期：hIk年6日然日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了

3、解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年函学位论文作者签名：涨璐导师签名：秀栩乡乞签字日期：访l够、6、Ⅸ签字日期：沙t#．己万万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于超采样方法的网络控制系统的分析与优化摘要随着计算机网络的广泛应用，研究人员将控制理论与计算机网络技术相结合促进了网络控制系统的产生与发展。作为一个热门的研究领域，稳

4、定性和动态性能分析一直是网络控制系统研究的热点，本文主要研究其动态性能的优化问题。网络控制系统是一种离散的数字控制系统，采样周期的大小会影响到系统的性能。本文以采样周期为主要研究对象，采用超采样方法，以符号运算为主要计算工具，实现了系统动态性能的优化。主要工作如下：(1)讨论了超采样方法的一种特殊情况——单采样方法，即在一个采样周期内只采样一次。通过求取最优性能指标得到最优采样周期，达到优化系统动态性能的目的。在求取的过程中发现，在一定的采样范围内，系统的性能指标与采样周期并不是正相关的。针对仿真出现的这种现象继续展开讨论，实验结果表明在一定的采样范

5、围内，增大采样周期可以同时改善系统的动态性能以及节约系统资源。(2)重点研究了使用超采样方法优化系统动态性能的问题。采用同样的性能指标函数，得到最优采样周期以及对应的最优子采样周期，实验结果表明系统的性能指标与采样周期仍不是正相关的。接下来在相同的平均采样频率ASF(AverageSamplingFrequency)下仿真得到，存在这样的超采样序列，使系统的动态性能比单采样对应的动态性能好，而且在超采样方法中，随着子采样个数的增多，系统的动态性能也有明显地改善。(3)根据时滞系统和网络控制系统的密切联系，研究了网络控制系统模型中时延和采样周期的关系。

6、通过一些例子的分析计算发现时延的临界稳定值可能会大于采样周期的临界稳定值，而且时延和采样周期可能存在相互作用。本文重点研究了采样周期的优化，采用一种新的优化采样周期的方法，仿真结果验证了通过优化采样周期，改善了系统的动态性能。关键词：网络控制系统；动态性能；采样周期；单采样方法；超采样方法；性能指标万方数据东北大学硕士学位论文AbstractAnalysisandOptimizationofNetworkedControlSystemsBasedonHyper-SamplingModeAbstractWiththerapiddevelopmentof

7、computernetworktechnology,researcherscombinecontroltheorywithcomputernetworktechnologytocontributetothecreationanddevelopmentofthenetworkedcontrolsystems．Asamajorresearchfield，Stabilityanddynamicperformanceanalysishasbeenahotissueofresearchonnetworkedcontrolsystems，thisthesisha

8、samajorresearchintheoptimizationproblemofthedynamicper