基于模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、利用通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)地域上分布的現(xiàn)場傳感器、控制器及執(zhí)行器之間的信息相互交換，以達到被控對象的實時反饋控制，稱為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有系統(tǒng)連線少、可靠性高、結(jié)構(gòu)靈活、易于系統(tǒng)擴展和維護以及能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享等優(yōu)點。在具有多重優(yōu)點的同時，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)自身的缺點也是明顯的。由于控制網(wǎng)絡(luò)是分時復用的，信息只有等到網(wǎng)絡(luò)空閑時才能發(fā)送出去，這樣就不可避免地將網(wǎng)絡(luò)傳輸延時引入到控制系統(tǒng)中。而且針對不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，延時可能是恒定或者時變的，使得

2、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計變得十分復雜。 本文對狀態(tài)傳感器通過網(wǎng)絡(luò)連接線性控制器/執(zhí)行器的連續(xù)線性被控對象的控制進行了論述?？刂破魇褂昧艘粋€確定的模型近似被控對象動態(tài)特性，并且使被控對象在低速網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下達到穩(wěn)定。穩(wěn)定的充要條件根據(jù)更新時間和被控對象及它模型的參數(shù)得出，當更新時間或者模擬誤差量增加時，系統(tǒng)顯示出不穩(wěn)定性。 本文研究了當被控對象為廣義系統(tǒng)時，基于模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的運行特性。這類網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的特點是在傳感器與

3、控制器之間添加了一個模擬模型，利用被控對象經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸后的帶有誤差的信息(包括被控對象的狀態(tài)量)來對被控對象的原始狀態(tài)量進行模擬。隨后建立了針對廣義系統(tǒng)對象模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)數(shù)學模型。當網(wǎng)絡(luò)誘導時延為小于一個采樣周期的常數(shù)時，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了分析。最后，通過一個數(shù)值算例說明了本文建模方法和穩(wěn)定性分析判據(jù)的有效性。 本文還研究了傳感器和執(zhí)行器之間傳送時間的特性。傳送時間是從傳感器到控制器/執(zhí)行器之間進行信息交換的時間。作用是在