網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的采樣周期問題與事件觸發(fā)控制機(jī)制研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是近年來控制界的學(xué)術(shù)熱點(diǎn)研究方向。在NCS中，分布在不同物理區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間通過實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)連接形成分布式閉環(huán)控制系統(tǒng)。NCS作為一種分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計(jì)中必然會(huì)涉及到信號(hào)的采樣、保持等問題；另一方面，多個(gè)回路以共享網(wǎng)絡(luò)通信資源的方式進(jìn)行控制，如何減少冗余信息的傳輸、提高有限網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率顯得相當(dāng)重要。
　　在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)當(dāng)中，采樣周期大小的選擇既可影響系統(tǒng)的控制性能，又可反映

2、數(shù)據(jù)信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸狀況。目前的研究成果多是基于固定周期采樣的方式，這種采樣方式盡管利于建模并簡(jiǎn)化系統(tǒng)分析，但不切合實(shí)際甚至?xí)斐删W(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)?？紤]到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的本質(zhì)特征，本文工作主要包含如下兩個(gè)方面：
　　一方面，根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)信息的時(shí)變特性，進(jìn)行時(shí)變采樣周期網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究。在這方面的工作有兩點(diǎn)：其一，研究有界時(shí)變時(shí)延的變采樣周期網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的L2增益分析，將系統(tǒng)建模為離散區(qū)間時(shí)變系統(tǒng)，利用李雅普諾夫穩(wěn)定性定理和線

3、性矩陣不等式技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)；其二，針對(duì)一類輸入多率采樣網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，利用系統(tǒng)的輸出預(yù)測(cè)值，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)輸出反饋控制器，研究閉環(huán)系統(tǒng)的最優(yōu)保性能控制。
　　另一方面，為了克服周期觸發(fā)的缺點(diǎn)，避免冗余信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，在保證系統(tǒng)性能的同時(shí)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)通信資源，本文對(duì)事件觸發(fā)控制機(jī)制進(jìn)行研究。通過建立一種新的混合事件觸發(fā)控制機(jī)制條件，考慮數(shù)據(jù)包丟失和網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的影響，基于輸出反饋控制，通過利用線性矩陣不等式技術(shù)并構(gòu)造新的L