網絡化控制系統(tǒng)調度與控制方法研究.pdf

1、網絡化控制系統(tǒng)具有連線少、可靠性高、易于擴展及能夠實現信息資源共享等優(yōu)點，因此計算機網絡化控制系統(tǒng)逐步應用到控制工程中。但由于通訊網絡的引入，使得網絡化控制系統(tǒng)中存在如網絡時延、調度的優(yōu)化、數據的多包傳輸及丟失等新問題。因此，網絡化控制系統(tǒng)的分析與設計成為目前控制理論與控制工程領域的熱點研究課題。本文主要針對網絡化控制系統(tǒng)中網絡時延和網絡調度這兩個基本問題進行了相關研究，主要工作如下：
　　(1)對網絡化控制系統(tǒng)的一些基本概念、問

2、題及目前的研究現狀做了一個比較詳細的綜述。
　　(2)由于網絡時延的存在，文中以多入多出系統(tǒng)為例，分析了分布式傳感器的異步采樣機制及在一個采樣周期內傳感器-控制器和控制器-執(zhí)行器的時延情況。結合令牌傳輸協(xié)議（IEEE802.4），給出了一種基于令牌傳輸協(xié)議的網絡化控制系統(tǒng)的建模方法，并進行了穩(wěn)定性分析。
　　(3)采用ControlNet作為控制網絡，針對模型中網絡時延的時變特性，給出了一種基于ControlNet在線時延估

3、算方法。在此基礎上，根據估算得到的時延來確定LQR控制器中的控制參數。接著，給出網絡化控制系統(tǒng)流水線并行控制策略，以有效地利用系統(tǒng)資源，提高控制回路的采樣速率，從而提高控制系統(tǒng)性能。
　　(4)為了改善整個網絡的QoS水平，提高網絡的利用率，從網絡的角度出發(fā)，研究了網絡化控制系統(tǒng)的優(yōu)化調度問題。給出令牌桶的概念，推導出在保證系統(tǒng)性能指標下令牌桶主要參數間的關系式。設計了令牌桶數據流整形器，用來動態(tài)分配網絡的帶寬資源。仿真實驗表明：