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具有时延和数据丢包的网络化控制系统的分析与设计

作 者: 赵尊旺
导 师: 李俊民
学 校: 西安电子科技大学
专 业: 系统工程
关键词: 网络控制系统 时延 丢包 线性矩阵不等式 异步动态切换系统
分类号: TP273.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 240次
引 用: 3次
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内容摘要


随着计算机网络技术的迅速发展及控制规模的日益扩大,通过网络传输信息的控制系统的研究越来越为人们所重视。我们把通过实时的通讯网络构成闭环控制的反馈控制系统称为网络控制系统。与传统的点对点控制系统相比,网络控制系统具有布线少、低成本及诊断维护方便等特点。然而,由通信网络的引入而带来的网络诱导时延丢包、单包和多包传输等问题使系统的分析和设计变得复杂。本文主要针对网络控制系统中时延和丢包两个基本问题进行了相关研究,主要工作如下:(1)在同时考虑网络时延和数据包丢失的基础上,研究了网络控制系统的状态反馈控制器设计问题。将网络化控制系统建模为异步动态切换系统,构造李亚普诺夫函数,利用线性矩阵不等式理论推导出由数据包丢失率约束的系统时滞相关指数稳定的充分条件。(2)在同时考虑网络时延和数据包丢失的基础上,将数据丢包看成一种特殊的时延,利用动态反馈控制器设计提高系统的动态性能,得到了总时延(包括传感器与控制器之间的时延,控制器与执行器之间的时延)的表达式,建立了不确定网络控制系统模型。基于Lyapunov函数理论,构造了线性矩阵不等式,推导出不确定网络控制系统稳定的充分条件。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
第一章 绪论  6-20
  1.1 计算机控制系统的发展  6-7
  1.2 网络控制系统的概述  7-9
  1.3 网络控制系统的基本问题  9-13
  1.4 网络控制系统的研究现状  13-18
  1.5 本文的主要工作  18-20
第二章 预备知识  20-22
  2.1 线性矩阵不等式理论  20-21
  2.2 常用的重要引理  21-22
第三章 有时延和数据丢包的网络控制系统时滞相关稳定性  22-32
  3.1 引言  22
  3.2 问题描述及模型的建立  22-25
  3.3 稳定性结果及控制器的设计  25-30
  3.4 数值仿真  30-31
  3.5 小结  31-32
第四章 具有时延和数据丢包的不确定网络控制系统的稳定性分析  32-40
  4.1 引言  32
  4.2 问题描述  32-35
  4.3 不确定网络控制系统的稳定性结果  35-38
  4.4 数值仿真  38-39
  4.5 小结  39-40
结束语  40-42
致谢  42-44
参考文献  44-49
攻读硕士研究生期间的研究成果  49-50

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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