具有時延和丟包的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的分析與控制.pdf

1、本論文首先對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀進行了總結，并分別對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中由于網(wǎng)絡的介入而引發(fā)的一些基本問題：節(jié)點的驅動方式、數(shù)據(jù)采樣、網(wǎng)絡誘導時延、單包傳輸與多包傳輸、數(shù)據(jù)包的丟失及時序錯亂和網(wǎng)絡調度等問題進行了總結與闡述。 對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中普遍存在的網(wǎng)絡誘導時延的特性進行了分析，闡述了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中網(wǎng)絡誘導時延的組成、產(chǎn)生的原因以及不同控制網(wǎng)絡所具有的時延的特性。針對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中三種不同類型的時延--確定性時延、隨機時延和時變時

2、延，對閉環(huán)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)進行了建模。特別地，將隨機時延和時變時延歸入系統(tǒng)的不確定部分，從而將閉環(huán)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)建模為離散不確定系統(tǒng)。 對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù)包傳輸丟失的現(xiàn)象，分析其產(chǎn)生的原因和數(shù)據(jù)丟包的特性。針對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中兩種類型的數(shù)據(jù)包丟失過程--確定性丟包過程和隨機丟包過程，對閉環(huán)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)進行了建模。將確定性丟包過程建模為以一定的速率閉合的開關，從而將閉環(huán)系統(tǒng)建模為受結構事件率約束的異步動態(tài)系統(tǒng)；考慮兩種情況的隨機丟

3、包過程：一是任意丟包過程，另一個是Markove丟包過程，得到更具有普遍性的隨機丟包網(wǎng)絡控制系統(tǒng)模型。 對于同時存在網(wǎng)絡誘導時延和數(shù)據(jù)包丟失的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)進行了建模、穩(wěn)定性分析和控制器的設計。對于存在確定性時延和確定性丟包過程的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，分別建立了狀態(tài)反饋和動態(tài)輸出反饋控制下的閉環(huán)系統(tǒng)模型，給出了保持系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定的充分條件和控制器的設計；對于存在時變時延和確定性丟包過程的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，將其建模為離散不確定系統(tǒng)，利用不確定性理