广义网络控制系统错序问题的建模与分析

论文摘要

随着网络控制系统(Networked control systems,NCSs)的不断发展与完善,无论是从体系结构、实现功能、控制技术和复杂程度等方面看,其都涵盖现场总线控制系统(FCS)、集中控制系统(CCS)和分散控制系统(DCS)等系统,所以一些网络控制系统已经不具备正常系统的特性,如完整性、定常性、确定性和因果性等。如果把网络控制的广义被控对象理想假设成正常的网络系统来考虑,势必忽略一些细微而重要问题。因此,有必要研究广义被控对象的网络控制系统。由于网络的介入,不可避免地会在控制系统中引发传输时延,数据包丢失,数据包时序错乱等问题,这些问题的存在降低系统的性能,甚至使系统不稳定,使得控制系统的分析和综合变得更加复杂。错序严重影响端对端的用户性能指标,对网络和用户终端而言,错序导致资源的无效利用。因此,针对广义网络控制的错序问题的研究,有一定的实际意义。首先,针对一类正则、无脉冲的广义网络控制系统,考虑单包传输情况下的错序问题,以选取最新信号作为执行器输入为原则,根据每个数据包的时延,提出能表示数据包错序的函数,建立能表示和有效消除错序影响的模型。其次,由于信号的时延是时变的,可将建立的错序模型转化为不确定的系统,给出系统鲁棒稳定的充分条件,利用相应的引理,将其转化成线性矩阵不等式,求出稳定控制器,给出算例。最后,针对多包传输,在一定的假设条件,考虑没有数据包丢失的情况下,将单包错序模型扩展到多包的情况下,得到针对广义被控对象多包传输下的错序模型,给出算例。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 广义系统和网络控制系统的发展
• 1.2.1 广义系统的发展
• 1.2.2 网络控制系统的发展
• 1.3 研究背景及意义
• 1.4 本文的研究内容
• 1.5 本章小结
• 第2章 预备知识
• 2.1 相关概念
• 2.1.1 广义系统
• 2.1.2 网络控制系统
• 2.2 引理
• 2.3 本章小结
• 第3章 具有错序的广义控制系统的建模与分析
• 3.1 引言
• 3.2 分析与建模
• 3.2.1 问题描述
• 3.2.2 系统建模
• 3.3 稳定性分析与鲁棒控制器设计
• 3.4 算例
• 3.5 本章小结
• 第4章 广义网络控制系统多包传输的错序模型
• 4.1 引言
• 4.2 多包广义网络控制系统的建模
• 4.2.1 问题描述
• 4.2.2 系统建模
• 4.3 算例
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 感谢