基于多包傳輸?shù)木W(wǎng)絡脈沖控制研究.pdf

1、基于多包傳輸網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡脈沖控制問題是綜合了多包傳輸理論、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)理論和脈沖控制理論的一種控制技術。本論文正是結(jié)合這幾種相關理論成果研究了基于多包傳輸?shù)木W(wǎng)絡控制系統(tǒng)的脈沖控制器的設計問題，分別考慮在網(wǎng)絡傳輸過程中的一些特有現(xiàn)象:網(wǎng)絡時延、數(shù)據(jù)丟包等情況出現(xiàn)時，如何設計脈沖控制器來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　論文開展的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)研究了基于多包傳輸?shù)木€性不確定系統(tǒng)的脈沖控制系統(tǒng)建模與控制器設計方法.首先

2、，根據(jù)線性脈沖系統(tǒng)的描述建立了相應的閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)學模型;其次，在確保閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎上，給出了脈沖反饋控制器的設計方法和設計步驟;最終，通過數(shù)值仿真表明:利用所提供的脈沖控制器能夠使具有多包傳輸?shù)拈]環(huán)線性不確定脈沖系統(tǒng)漸近穩(wěn)定。
　　(2)針對非線性連續(xù)脈沖系統(tǒng)，設計了一種基于多包傳輸?shù)拿}沖反饋控制器以保證相應的閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定。首先，考慮從測量變送器到控制器以及從控制器傳輸?shù)綀?zhí)行器都有數(shù)據(jù)丟包，并均為獨立的Bernoulli過

3、程，建立了閉環(huán)多包傳輸脈沖反饋控制系統(tǒng)的數(shù)學模型;其次，根據(jù)李雅普諾夫理論和系統(tǒng)范數(shù)穩(wěn)定理論，給出了系統(tǒng)在連續(xù)狀態(tài)和脈沖發(fā)生時刻保證系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的充分條件。并給出了脈沖反饋控制器增益的設計步驟;最后，給出的數(shù)值仿真算例，仿真結(jié)果表明利用所設計的脈沖控制器能夠使基于多包傳輸?shù)拈]環(huán)非線性連續(xù)系統(tǒng)是漸近穩(wěn)定的。
　　(3)研究了具有多包傳輸?shù)木€性離散系統(tǒng)網(wǎng)絡脈沖控制器的設計方法。首先，建立了線性離散脈沖系統(tǒng)的數(shù)學模型;其次，在保證系統(tǒng)穩(wěn)

4、定前提下，設計了基于多包傳輸?shù)木W(wǎng)絡脈沖控制器使相應的閉環(huán)系統(tǒng)達到漸近穩(wěn)定。最后，給出了脈沖控制器的詳細設計過程并以給出的數(shù)值例子說明該理論結(jié)果正確性和控制器設計方法的有效性。
　　(4)研究了基于多包傳輸?shù)姆蔷€性離散系統(tǒng)脈沖控制器設計方法。設計了一種基于多包傳輸?shù)拿}沖反饋控制器，以保證相應的閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定。首先，考慮從測量變送器到控制器以及從控制器傳輸?shù)綀?zhí)行器都有數(shù)據(jù)丟包，并均為獨立的Bernoulli過程，建立了閉環(huán)多包傳輸離

5、散脈沖反饋控制系統(tǒng)的數(shù)學模型;其次，根據(jù)系統(tǒng)范數(shù)穩(wěn)定理論，給出系統(tǒng)在離散狀態(tài)和脈沖發(fā)生時刻保證系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的充分條件，并給出了脈沖反饋控制器增益的設計步驟;最后，給出相應的數(shù)值仿真算例，結(jié)果表明利用本文設計的脈沖控制器能夠使基于多包傳輸?shù)拈]環(huán)非線性離散系統(tǒng)是漸近穩(wěn)定的。
　　(5)對無線網(wǎng)絡控制的仿真問題進行了研究。針對采用狀態(tài)空間模型描述的幾類無線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，介紹了基于TrueTime的無線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)仿真程序的設計與實現(xiàn)問題

6、。主要研究了當無線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)采用狀態(tài)空間表達式描述，系統(tǒng)分別具有單輸入多輸出、絡誘導時延、數(shù)據(jù)丟包、時滯脈沖等特性時，利用TrueTime仿真工具箱，建立上述系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡控制仿真模型以及編寫了相應的控制代碼。
　　(6)探討了基于TrueTime的無線網(wǎng)絡功率控制仿真問題。利用TrueTime工具箱，以直流電機為對象，建立一個無線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的仿真模型。通過對路徑損耗函數(shù)的研究，表明改變節(jié)點的發(fā)射功率，可實現(xiàn)對無線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)