網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,控制系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)傳遞信息已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)(例如:通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制).我們把通過(guò)實(shí)時(shí)的通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)控制的反饋控制系統(tǒng),稱為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng).傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的通訊方式是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的.然而這種方式已經(jīng)越來(lái)越不能適應(yīng)某些新的要求,比如模塊化、集散分布、綜合診斷、易維護(hù)性及低成本化等.網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)恰好解決了這個(gè)問(wèn)題.但是由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)的引入,不可避免的產(chǎn)生信息的傳輸延時(shí);由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制,在合

2、理的分配網(wǎng)絡(luò)資源的過(guò)程中就會(huì)涉及到網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的問(wèn)題;同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能出現(xiàn)丟失;這些因素都會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)性能(例如:穩(wěn)定性),從而使得系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)變得復(fù)雜.該文主要考慮了在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中存在的傳輸延時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響.首先針對(duì)一類線性模型所描述的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,通過(guò)Razumikhin定理和Lyapunov定理來(lái)估計(jì)延時(shí)的界,并給出了系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的充分條件.該充分條件改善了前人的結(jié)論,減少了一定的保守性,并且

3、我們通過(guò)仿真實(shí)例說(shuō)明效果.然后分別針對(duì)一類帶有不確定性的線性模型和一類非線性模型所描述的NCS的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析.在第二章的基礎(chǔ)上,研究了系統(tǒng)穩(wěn)定性,得到了其漸近穩(wěn)定的充分條件,并通過(guò)仿真例子驗(yàn)證了結(jié)論.另外,在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中,其性能不僅依賴于控制算法的設(shè)計(jì),而且還依賴于對(duì)共享的網(wǎng)絡(luò)資源的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度.在許多實(shí)時(shí)系統(tǒng)中,一般采用RM(Rate Monotonic)和EDF(Earliest Deadline First)兩種調(diào)度算法來(lái)分配C