网络控制系统的稳定性分析

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jansan77
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随着计算机控制系统技术和计算机网络技术的不断发展,控制系统通过网络环节传递信息已经成为现实(例如:通过网络实现远程控制)。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。传统控制系统的通讯方式是点对点的。然而这种方式已经越来越不能适应某些新的要求,比如模块化、集散分布、综合诊断、易维护性及低成本化等。网络控制系统的出现恰好解决了这个问题。 但是由于网络环节的引入,不可避免的产生信息的传输延时;由于网络带宽的限制,在合理的分配网络资源的过程中就会涉及到网络调度的问题;同时在网络中传输的数据可能出现丢失;这些因素都会影响到网络控制系统性能(例如:稳定性),从而使得系统的分析和设计变得复杂。 本文主要考虑了在网络控制系统中存在的传输延时对系统的影响。首先针对一类线性模型所描述的网络控制系统的稳定性进行了分析,通过Razumikhin定理和Lyapunov定理来估计延时的界,并给出了系统渐近稳定的充分条件。该充分条件改善了前人的结论,减少了一定的保守性,并且我们通过仿真实例说明效果。然后分别针对一类带有不确定性的线性模型和一类非线性模型所描述的NCS的稳定性进行了分析。在第二章的基础上,研究了系统稳定性,得到了其渐近稳定的充分条件,并通过仿真例子验证了结论。 另外,在网络控制系统中,其性能不仅依赖于控制算法的设计,而且还依赖于对共享的网络资源的网络调度。在许多实时系统中,一般采用RM(Rate Monotonic)和EDF(Earliest Deadline First)两种调度算法来分配CPU的资源。在第五章里,我们将RM和EDF两种调度算法扩展到网络控制系统,用以分配有限的网络资源;并应用TrueTime软件包模拟仿真环境,对一类网络控制系统进行了调度能力分析。 文章在最后总结了自己的研究结果,分析了今后的研究方向。
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