網(wǎng)絡(luò)分?jǐn)?shù)階控制系統(tǒng)分析及其協(xié)同設(shè)計(jì)研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)是控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì),具有廣泛的應(yīng)用前景。它通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)將空間分布的傳感器、控制器和執(zhí)行器間的信息交互,進(jìn)而對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的反饋系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)的引入使得調(diào)度成為影響系統(tǒng)性能的一個(gè)直接因素,而分?jǐn)?shù)階控制能全面反映系統(tǒng)的信息,可用于解決網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的時(shí)延問(wèn)題。本文以網(wǎng)絡(luò)控制控制系統(tǒng)為研究對(duì)象,實(shí)現(xiàn)分級(jí)調(diào)度和分?jǐn)?shù)階控制的協(xié)同設(shè)計(jì)。
　　 首先,本文對(duì)網(wǎng)

2、絡(luò)控制系統(tǒng)有關(guān)背景及特點(diǎn)進(jìn)行介紹,概括了網(wǎng)絡(luò)控制、調(diào)度及協(xié)同設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀。針對(duì)目前研究中存在的調(diào)度算法發(fā)展滯后的問(wèn)題,提出了適用于多控制回路系統(tǒng)的分級(jí)混合調(diào)度策略,并利用TrueTime工具箱進(jìn)行了多組仿真對(duì)比,證明了該調(diào)度策略的有效性及優(yōu)越性。
　　 其次,將分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)引入到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中?，F(xiàn)有對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究通常依賴于建立復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型,過(guò)于細(xì)化網(wǎng)絡(luò)因素、外部擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響,使控制算法的研究缺乏通用性。本文引

3、入了魯棒性較強(qiáng)的分?jǐn)?shù)階控制系統(tǒng),在考慮網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的情況下分析其穩(wěn)定性及參數(shù)整定問(wèn)題。仿真得出分?jǐn)?shù)階控制器中各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響,基于系統(tǒng)頻域指標(biāo)及代價(jià)函數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器參數(shù)的選擇,取得最優(yōu)控制效果。
　　 然后,針對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)資源限制問(wèn)題,給出了由控制信號(hào)、輸出誤差和上升時(shí)間組成的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的綜合目標(biāo)函數(shù),進(jìn)行控制與調(diào)度的協(xié)同設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對(duì)子回路采樣周期、帶寬分配及控制參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整。仿真結(jié)果表明,在所設(shè)計(jì)的控制和