基于隨機時延過程的網絡控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著計算機網絡和通訊技術的飛速發(fā)展，控制系統(tǒng)逐步實現網絡化和智能化，網絡控制系統(tǒng)現在已經成為研究的熱點之一。在控制系統(tǒng)中引入通信網絡，對于控制系統(tǒng)的分析、設計方法提出了新的要求；一方面，在控制系統(tǒng)中引入通信網絡后，人為地引入了對象本身以外的額外時延，額外時延的不確定性造成了控制系統(tǒng)建模和分析的困難，迫切需要研究新的控制系統(tǒng)分析和綜合方法以適應網絡控制系統(tǒng)的發(fā)展。另一方面，控制系統(tǒng)的實時性要求與有限的通信網絡資源之間產生了矛盾。如何協(xié)調解

2、決這個矛盾是網絡控制系統(tǒng)工程應用的前提之一。 本論文主要針對網絡控制系統(tǒng)中的網絡誘導時延進行分析和研究。主要有以下幾個方面的研究工作： (1)分析了網絡中誘導時延產生的原因以及影響因素，分別搭建了閉環(huán)回路中具有固定時延和可變時延的對象模型，仿真試驗證明網絡傳輸中隨機時延影響系統(tǒng)性能； (2)采用加入緩沖區(qū)方法，將回路中隨機傳輸時延轉變?yōu)榇_定性網絡控制系統(tǒng)問題，給出了緩沖區(qū)設置的較理想的方法。利用最優(yōu)控制的理論推導

3、了確定性網絡控制的最優(yōu)狀態(tài)反饋和最優(yōu)輸出反饋控制律，通過不穩(wěn)定的倒立擺系統(tǒng)進行了驗證： (3)研究了網絡傳輸過程中，傳輸時延獨立分布且小于一個采樣周期時網絡控制系統(tǒng)的有限時間最優(yōu)控制問題和無限時間最優(yōu)控制問題。通過對矩陣Riccati微分方程的離散化變換使之成為矩陣Riccati代數方程的形式，進行有限時間最優(yōu)控制律求解； (4)目前為止，服從Markov特性的網絡控制系統(tǒng)時延的研究很少。本文分析了控制器和傳感器基于事件