【摘 要】
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网络化控制系统涉及计算机、通信、网络与自动控制等诸多领域,同时也具有很强的工程应用背景,如石油化工、冶金等工业生产控制,地区性供电网的监控与调度,交通系统的实时指挥
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网络化控制系统涉及计算机、通信、网络与自动控制等诸多领域,同时也具有很强的工程应用背景,如石油化工、冶金等工业生产控制,地区性供电网的监控与调度,交通系统的实时指挥和监控,卫星组网中的决策控制和高精度实时控制等等。在网络化的控制系统中,被控对象与控制器之间的通信都是通过一个公共的网络实现的,这使得网络化控制系统具有便于实现远程操作与控制、成本低、数据可交换性强,能实现资源的共享等诸多优点。因此,对网络化控制系统的研究具有重要的理论意义和价值,网络化控制系统成为了近几年国内外研究的热点。所谓网络化控制系统(NCS),简单来讲就是通过网络形成的反馈系统,传感器,控制器以及执行器之间不再是点对点的专线连接,而是通过一个公共的网络平台连接的。在传统的数据采样控制系统中,一般假设传感器按照固定的周期对被控对象进行采样,即传感器是“时间驱动”的工作方式,但是在网络通信能力较差的情况下,传感器的时钟驱动工作方式会增加网络拥塞程度,导致更大的网络传输时滞和数据丢包概率,影响整个闭环系统的稳定性。本文首先研究在理想的网络通信环境下的事件驱动控制策略;进而针对网络传输时滞,数据丢包等网络诱导因素研究网络化控制系统的事件驱动控制策略。首先考虑的是事件驱动控制策略的设计以及事件驱动网络化控制系统的建模问题。在此基础上分别对系统无外界扰动和有外界扰动两种情形进一步研究基于状态反馈和输出反馈的事件触发控制策略和自触发的事件驱动控制策略。最后设计具有事件驱动传感器的网络预测补偿控制器,并且利用数值仿真对所给出的理论结果进行仿真和实验验证。本文旨在提出一套较为完整的事件驱动网络化控制系统的分析与设计方法,为网络化控制系统在实际应用中提供理论支持。
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