文档介绍：燕山大学
硕士学位论文
网络控制系统的控制器设计和稳定性分析
姓名:王硕
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:关新平
20070201
捅要作,并且其成本、布线复杂性、维护难度等大大降低。由于网络技术的优随着计算机网络技术的普及、网络功能的强大以及网络性能的日益完善,控制系统的应用领域越来越广泛,控制对象日益复杂,控制系统朝着更加分散化、智能化的方向发展。复杂控制系统通常被分解成若干个分布式的单一功能子系统,系统操作灵活,设计简单,方便安装与维护。与此同时,网络技术越来越成熟,使得用户可以进行远程的数据传输及交互操点,大量的研究及应用开始集中在将数据网络用于远程的工业控制领域中。在反馈控制回路中加入通信网络的同时,也增加了控制系统分析和设计的复杂性。因此,网络化控制系统必须解决的主要问题之一,就是在网络带宽有限的情况下如何保证控制系统的实时性和稳定性。网络化控制系统的研究正在迅速成为当前国际控制领域的一个前沿课题,具有重要的理论意义和广阔的应用前景。本文主要介绍了网络化控制系统的定义、发展和典型结构,描述了目前网络化控制系统的控制方法,对于网络诱导时延,数据包丢失等网络控制系统的特性进行了分析,并且提出了控制器设计方法,解决了这些特性给网络控制系统带来的稳定性问题。针对网络诱导时延,在分析现有文献的基础上,采用新的李亚普诺夫泛函和在运算中加入权值调整矩阵策略,获得了较小保守性的控制器设计结果。对于被控对象中存在时延的网络控制系统进行了控制器设计及稳定性分析,并对被控对象中时延和网络诱导时延之间的关系进行了初步研究。从实际网络情况出发,考虑了区间形式的网络时延,并设计了控制器,给出了系统稳定性条件。对每种情况的设计方法的有效性,给出了数值算例进行验证。对于数据包丢失情况,在已有文献分析的基础上作了简要的说明和处理。关键词网络控制系统;网络诱导时延;网络数据包丢失;时滞系统;控制器设计摘要
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夏弘≈’日期:呻年日期:吲年日作者签字:日期:勘刁年归燕山大学硕士学位论文原创性声明燕山大学硕士学位论文使用授权书不保密彤本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《网络控制系统的控制器设计和稳定性分析》,是本人在导师指导下,在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。《网络控制系统的控制器设计和稳定性分析》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有,本人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位及相关人员。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。保密口,在年解密后适用本授权书。本学位论文属于朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭作者签名:导师签名:.
控制器节点!!!!猨同络执行器节点豢囟韵蟛芬淮ǜ邢诘第滦髀研究的目的与意义随着计算机控制技术的快速发展,控制系统的应用领域越来越广泛,控制对象日益复杂,控制系统朝着更加分散化、智能化的方向发展。复杂控制系统通常被分解成若干个分布式的单一功能子系统,系统操作灵活,设计简单,易于安装与维护。与此同时,在共享数据网络技术的研究和开发方面近年来也取得了长足的进展,网络的性能不断提高,网络技术也相对成熟。网络可以使用户进行远程的数据传输及交互操作,并且其成本、布线复杂性、维护难度等大大降低。大量的研究及应用开始集中在将数据网络用于远程的工业控制及工业自动化等领域中,并且在先进飞行器、太空船、汽车、机器人、楼宇智能、远程教学及实验、军事指挥及生产制造等复杂控制过程应用中取得了很大的成果【俊在这样的控制系统中,检测和控制等各种信号均可通过公用数据网络进行传输,而估计、控制和诊断等职能也可以在不同的网络节点中分布执行。通过网络形成闭环的反馈控制系统称为网络控制系统蚣荖保琋的示意图如图所示。网络化控制系统中所包含的设备均视为网络节点,所有节点通过网络图缈刂葡低呈疽馔“
来交换数据,因而这是一种完全网络化、分布式、集成通信控制的系统。网络化控制系统是通信、控制、网络技术融合发展所形成的一个新的领域,它的出现取代了传统控制系统中控制部件点对点的连接方式,实现了资源共享,具有单元结构自律性强、较高的诊断能力、系统配线简单、易于设计及维护、高效率、高可靠性、操作灵活以及成本低等优点,网络化控制系