基于模型的网络化输入多率采样控制系统研究

摘要

本文主要研究了基于模型的网络化输入多率采样控制系统的建模、分析与控制问题.首先,简要介绍了网络控制系统的产生及其特点,扩充和完善了网络控制系统中的基本问题,综述了网络控制系统的国内外研究现状.其次,研究了基于模型状态反馈的网络化输入多率采样控制系统的建模、分析与控制问题.首先介绍了网络控制系统中数据包的传输情况以及基于模型结构方法的基本思想,并针对四种不同拓扑结构的控制网络分析了网络时延的性能,进而给出了统一的数学模型;然后,提出了基于状态预测的具有时延补偿功能的状态反馈控制器的设计方法,并针对完美传输、延时传输及时变传输三种数据传输策略,分别研究了控制系统的稳定性问题;最后分析了模型误差对最大通讯间隔的影响;仿真结果表明了设计及控制方法的正确性和有效性.随后,对基于模型输出反馈的网络化输入多率采样控制系统进行了建模、分析和控制.论文最后一部分对本文的主要贡献进行了总结,指出了网络化输入多率采样控制系统中有待进一步研究的问题.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1网络控制系统的产生及其特点

1.2网络控制系统中的基本问题

1.3国内外研究现状

1.3.1增广状态确定性离散时间模型方法

1.3.2队列方法

1.3.3最优随机控制方法

1.3.4摄动方法

1.3.5采样时间调度方法

1.3.6混杂系统方法

1.3.7结构方法

1.3.8模糊逻辑调制方法

1.3.9其它方法

1.4本课题研究的目的与意义

1.5本文的主要工作与内容安排

第二章相关的基础知识

2.1控制网络基础知识

2.1.1控制网络简介

2.1.2网络结构与协议

2.1.3控制网络的介质访问

2.1.4三种控制网络协议比较分析

2.2输入多采样率数字控制系统

2.2.1多采样率数字控制系统简介

2.2.2提升技术的基本概念和性质

2.2.3输入多采样率数字控制系统的状态空间模型

2.3本章小结

第三章基于模型状态反馈的网络化输入多率采样控制系统的建模与控制

3.1数据包传输情况分析

3.2基于模型状态反馈的网络控制系统的基本思想

3.3基于模型状态反馈的网络化输入多率采样控制系统离散域的建模与控制

3.3.1不同拓扑结构的网络控制系统的时延分析

3.3.2不同拓扑结构的网络控制系统的建模与控制

3.4本章小结

第四章基于模型状态反馈的网络化输入多率采样控制系统的分析

4.1三种传输策略下系统的分析

4.1.1完美传输

4.1.2延时传输

4.1.3时变传输

4.2模型误差对最大通讯间隔的影响

4.2.1完美传输时模型误差对最大通讯间隔的影响

4.2.2延时传输时模型误差对最大通讯间隔的影响

4.3本章小结

第五章基于模型输出反馈的网络化输入多率采样控制系统

5.1问题描述

5.2两种传输策略下系统的分析与控制

5.2.1完美传输

5.2.2延时传输

5.3仿真举例

5.4本章小结

第六章结论与展望

致谢

在学研究成果

参考文献