網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)時延問題及其仿真研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked Control Systems)是一種由于計算機網(wǎng)絡(luò)的介入而形成的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，主要構(gòu)成節(jié)點有控制對象、控制器、傳感器、執(zhí)行器等，構(gòu)成方法是由網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成，具有系統(tǒng)構(gòu)建模塊化，安裝與維護方便；可實現(xiàn)資源共享，遠程操作與控制；分布式的控制和檢測方式，較高的診斷能力；系統(tǒng)易于擴展，較強的靈活性；有效減少系統(tǒng)的重量和體積，同時提高系統(tǒng)的可靠性和柔韌性等優(yōu)點，盡管有這些優(yōu)點，但是由于通信網(wǎng)絡(luò)的介入，網(wǎng)絡(luò)控制

2、系統(tǒng)不可避免的也產(chǎn)生了一些新問題，如網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時延、數(shù)據(jù)包時序錯亂、數(shù)據(jù)包丟失、節(jié)點時鐘同步困難等等，這些問題的存在，影響系統(tǒng)的控制性能和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，嚴重時會使系統(tǒng)崩潰。因此，研究NCS時延相關(guān)的穩(wěn)定性問題具有重要的實際意義。
　　 本文首先對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的基本概念和仿真工具TrueTime進行簡要介紹，再對NCS時延產(chǎn)生的原因，針對不同控制網(wǎng)絡(luò)的時延特性進行分析，其次以閉環(huán)NCS的連續(xù)時間模型為基礎(chǔ)，建立多輸入多輸出時延網(wǎng)絡(luò)控

3、制系統(tǒng)模型，利用Lyapunov方法對其時延相關(guān)穩(wěn)定性問題進行分析，構(gòu)造一個含有待定矩陣變量的正定Lyapunov函數(shù)，通過對此正定Lyapunov函數(shù)分析來推導(dǎo)出具有線性矩陣不等式形式（LMI）的時延相關(guān)穩(wěn)定性條件，進而把系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定問題轉(zhuǎn)化為線性矩陣不等式可行解的判斷問題，進而研究和分析多輸入多輸出時延網(wǎng)絡(luò)控制時延相關(guān)穩(wěn)定性，最后研究了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用問題，主要以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用為對象進行分析和研究