网络控制系统的时延问题研究

论文摘要

网络控制系统是通过计算机网络形成的闭环反馈系统,由被控对象、传感器、控制器、执行器等节点通过网络连接构成,具有可实现资源共享,远程操作与控制,较高的诊断能力,安装与维护方便,能有效减少系统的重量和体积,增加系统的柔韧性和可靠性等诸多优点,尽管有这些优点,网络控制系统也产生了一系列问题,包括:网络诱导时延、数据包丢失等,影响系统的稳定性,严重时会使系统崩溃。本文首先针对一类不确定的长时延网络控制系统,在系统方程右端加上扰动项,利用李亚普诺夫函数,借助线性矩阵不等式,推导出了使系统具有H_∞性能指标的闭环系统渐近稳定充分条件,并设计出了状态反馈控制器,仿真实例表明结论具有可行性与有效性。其次文中提出了一类新的能够减轻时延对网络控制系统影响的基于神经网络预测的变周期网络控制系统采样方法,简要论述了在网络控制系统中融入了BP神经网络后,如何对它进行建模、分析、控制,被选作采样周期的时延可以利用BP神经网络工具进行在线预测,文中还给出了一种新的可以应用于生产实践的网络控制系统推广模型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状
• 1.3 论文结构
• 第二章 预备知识及概论
• 2.1 网络控制系统相关问题
• 2.1.1 网络控制系统工作机制及稳定性描述
• 2.1.2 网络控制系统存在问题
• 2.1.3 网络控制系统模型
• ∞状态反馈控制理论'>2.2 H_∞状态反馈控制理论
• 2.2.1 闭环系统渐近稳定性理论
• ∞状态反馈控制理论'>2.2.2 H_∞状态反馈控制理论
• 2.3 神经网络理论
• 2.3.1 神经网络的基本结构
• 2.3.2 BP神经网络数学模型
• ∞状态反馈控制'>第三章 一类不确定长时延网络控制系统的H_∞状态反馈控制
• ∞状态反馈控制'>3.1 长时延网络控制系统的H_∞状态反馈控制
• ∞状态反馈控制'>3.1.1 确定性长时延网络控制系统的H_∞状态反馈控制
• ∞状态反馈控制'>3.1.2 不确定长时延网络控制系统的H_∞状态反馈控制
• 3.2 实例仿真
• 3.3 本章小结
• 第四章 一类新的基于神经网络预测的变周期网络控制系统采样方案
• 4.1 基于神经网络的变周期网络控制系统分析与建模
• 4.2 BP神经网络构建与时延预测
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的主要研究成果