动态网络的分布式控制分析

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动态网络是由各个子系统组成的一个随时间不断变化的实时网络系统。作为一个大型复杂动态系统,动态网络控制系统的控制关键在于考虑了整个系统及子系统之间的复杂性。分布式网络能够实现子系统之间的互联,因而在控制设计上不仅能够使用多个子系统的信息,还包括相邻子系统之间的状态,这样一类新颖的方法被称为分布式控制,这类方法比传统的分散控制相比具有更好的性能。本文对动态网络化分布式控制系统进行介绍,针对动态网络分布式系统建立了数学控制模型。对动态网络系统进行控制策略的设计,采用两种方案:分散控制和分布式控制,并且补充了分布式控制的时滞控制解决方案,给出了相应的稳定性判据和可容许的最大时滞的优化算法。将两种设计进行仿真分析,使用收敛速度对两种方案进行了比较。结果表明分布式控制相对分散控制的优越性以及时滞解决方案的引入对系统的稳定性性能有很大的改善。并使用收敛速度对动态网络分散控制系统与分布式控制系统稳定性进行评价。网络通信时传输的数据通过网络链接会经历时滞,导致系统不稳定,因此是否及合理添加通信链接将在改善整个系统稳定性的性能中起核心的作用。基于Matlab/Simulink的TrueTime实时网络工具箱建立了动态网络分布式交流伺服系统数学模型及仿真模型。该模型用来仿真动态网络分布式交流伺服系统在不同延时(Time Delay),不同网络通信模式(Network Mode),不同采样周期(Sampling Period),不同丢包率(Loss Probability)的情况下输出波形的情形。仿真结果表明:TrueTime实时网络工具箱能实现动态网络实时调度与控制集成仿真研究,为将来研究与改善动态网络的分布式控制系统控制性能提供了一个实时仿真平台。
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