文档介绍：南京理工大学
硕士学位论文
网络控制系统的反馈调度与协同设计研究
姓名:李伟东
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:周川
20090608
摘要关键词:网络控制系统,反馈调度,协同设计,带宽受限,优先级,采样周期网络控制系统是计算机网络、通信技术及控制科学等多学科交叉的产物,它已广泛应用于工业自动化、机器人和航空航天等领域。但是由于网络的引入,不可避免地带来了许多问题。本文主要从控制与调度协同设计的角度出发,研究了网络控制系统中反馈调度的关治隽送缈刂葡低车牡鞫任侍狻=樯芰薘和甌经典的调度算法,仿真验证了采样周期对系统性能影响的重要性,指出了传统开环调度算法存在的不足,并引出了重点研究的反馈调度与协同设计算法。攵砸延械木蔡鞫扔呕惴ń懈慕盟惴ㄗ酆峡悸橇送缋寐省⒖刂性能和可调度性,仿真验证了算法的有效性。然后针对开环调度算法的缺陷,把反馈思想引入网络控制系统的调度中,给出了反馈调度器的设计方案及系统性能评价指标。攵酝缈刂葡低持卸嗫刂苹芈饭蚕碛邢薮碜试吹奶氐悖杓屏嘶谀:馈的集中式调度算法。该算法综合考虑了各控制回路的误差和误差变化,并根据模糊推理系统的逻辑关系及模糊控制规则,动态地调节各控制回路的优先级。仿真验证了该方法的有效性。攵源碜试词芟奘笨刂葡低承阅鼙洳畹那榭觯诳刂朴氲鞫刃杓频乃想,给出了一种采样周期和优先级协同设计的反馈调度算法。该算法利用控制误差动态调节回路的采样周期,同时根据误差绝对值积分分配回路的优先级。仿真结果表明该算法可以明显改善系统的性能。键性问题,主要工作如下:硕士论文网络控制系统的反馈调度与协同设计研究
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..户年乞≯矿矽年‘其;’声学位论文使用授权声明明研究生签名:本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。
髀课题的研究背景及意义当前信息技术的迅猛发展正深刻地改变着人们的生活方式和工作方式,并进一步引起世界范围产业结构的变化,促进全球信息化的发展。网络控制系统是计算机网络在控带煊虻难由旌屯卣怪杏υ硕5模扑慊纭⒖刂坡塾胪ㄐ偶际醯募捎肴诤希育了网络化、集成化、分布化、智能化的网络控制技术的发展【】。因此,网络控制系统具有重要的研究价值,它将会极大地推动国家经济、社会和国防等各个领域的信息化网络控制系统的应用范围非常广泛,它是复杂大系统和远程控制系统的客观需求。主要分为两个应用领域:丛涌刂葡低常远程控制系统。复杂控制系统的应用如航空航天、工业自动化、复杂过程控制等。远程控制系统的应用如星际探钡刂啤⒎揽导弹制导、卫星控制、无线网络机器人控制以及远程教学等等口,俊O峦嘉I韭缈刂葡低的具体应用实例。将网络引入控制系统中,连接智能现场设备和自动化系统,实现了现场设备控制的分布化和网络化。这种网络化的控制模式具有信息资源共享、连接线数减少、易于扩展、高效率、高可靠性等优点。但由于带宽的受限、分时复用、数据传输规则不确定等原因,网络控制系统必然会存在数据碰撞、网络拥塞、抖动、数据包重传、连接中断等问题,以至丁:数据包在传输过程中不可避免地存在时延和丢包等现象。这将给控制系统的设计带来丫很大的困难。传统的控制理论在对系统进行分析时,往往做了很多理想化的假设,如单速率采样、时钟同步等。但由于网络的引入,上述假设通常是不成立的,于是传统的控制理论需要重新评估后才能应用到网络控制系统中。因此,这对于网络控制系统的理论研究和实际应用具有深远的意义。本文的研究工作主要是从控制与调度协同设计的角度出发,研究了网络控制系统的反馈调度与协同设计等问题,它具有较强的理论指导意义和发展前景。发展。幽嘲络机器人幽尚衅骺刂葡低《士论文网络控制系统的反馈调度与协同设计研究
—~⒄由于网络技术的快速发展,控制系统经历了从组合式模拟控制、集中式数字控制、集散式控制三个阶段,发展到当前的现场总线控制和嵌入式网络控制阶段。控制系统发展总体上呈现出由集中化向分散化、网络化、智能化的方向发展的趋势【M.?制系统的网络化发展历程。控制系统正由封闭的集中式体系加速向开放的分布式体系发展、向网络化方向转变。不同类型的控制网络集成化是当前控制系统