NBFI系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究.pdf

1、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)(NCS)是控制科學、計算機技術及網(wǎng)絡通訊等技術發(fā)展和綜合的產(chǎn)物。NCS具有連線少、靈活性強、便于故障診斷和信息資源共享等眾多優(yōu)點，但控制系統(tǒng)引入網(wǎng)絡后，由于帶寬有限、分時復用、數(shù)據(jù)傳輸路徑不確定等都會導致信息傳輸中的等待、阻塞及丟包等現(xiàn)象，不可避免地產(chǎn)生時延。這些受負載、通信協(xié)議等影響的時延，無論定常或時變還是有界或無界，都會不同程度影響控制系統(tǒng)性能，甚至導致系統(tǒng)失穩(wěn)，這給NCS分析、設計和控制帶來很大困難。因此，如何針對

2、NCS自身特點，應用已有控制理論分析設計方法或建立新的理論和方法來解決NCS中存在的問題，成為人們研究的一個熱點。 基于網(wǎng)絡的反饋連接(NBFI)是在傳統(tǒng)的反饋連接中插入網(wǎng)絡，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)各個被控對象之間的信息傳輸和數(shù)據(jù)交換的一種物理模型。其實，NBFI是網(wǎng)絡控制系統(tǒng)(NCS)的一種拓展模型，如果NCS系統(tǒng)的控制器取為動態(tài)反饋，則它就可看做是一類NBFI，因此網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中的分析和設計方法同樣的適用于NBFI系統(tǒng)。 本文

3、考慮了時延小于一個采樣周期的情況，對NBFI系統(tǒng)進行了分析和建模。即，當系統(tǒng)中存在網(wǎng)絡延遲時，令兩個被控對象的執(zhí)行器端輸入值保持前一時刻狀態(tài)。在分析了網(wǎng)絡狀態(tài)和系統(tǒng)變量之間的關系后，把NBFI建模成一個閉環(huán)系統(tǒng)，然后利用李亞普諾夫方法對其進行穩(wěn)定性研究，推導出使系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件。 針對帶有時延和數(shù)據(jù)包丟失的NBFI系統(tǒng)，將其建模為一個結構事件率約束的異步動態(tài)系統(tǒng)。把系統(tǒng)中各節(jié)點間的網(wǎng)絡看成按照一定速率閉合的開關，從而將數(shù)據(jù)丟包