网络控制系统学习教案

会计学1网络网络(wnglu)控制系统控制系统第一页，共24页。第2页/共24页第二页，共24页。n网络控制系统的框图网络控制系统的框图第3页/共24页第三页，共24页。n1） 网络摄动法2。n2) Lyapunov-Krasovskii方法3-6。n3) 其他方法。第4页/共24页第四页，共24页。n2) 10。n3) 随机控制方法随机控制方法11。n4) Lyapunov-Krasovskii方法方法7, 13。n5) 切换控制方法切换控制方法14。n6) 预测控制方法预测控制方法15。n7) 其他控制算法其他控制算法16。第5页/共24页第五页，共24页。n网络化控制系统中的延迟与抖网络化控制系统中的延迟与抖动如图所示动如图所示nNCSs中数据流程模型中数据流程模型第6页/共24页第六页，共24页。感器节点通常采用定长时间采样。感器节点通常采用定长时间采样。n15.4 网络网络(wnglu)控制系统模型控制系统模型n15.4.1NCSs中的基本假设中的基本假设n由于网络由于网络(wnglu)的引入，使得控制系统的引入，使得控制系统的分析变得非常复杂，并往往造成控制系的分析变得非常复杂，并往往造成控制系统定常性、完整性、因果性和确定性的丧统定常性、完整性、因果性和确定性的丧失等失等7。第7页/共24页第七页，共24页。n关于NCSs数据传输的假设n在NCSs中传输的每一数据包都是一个完整的数据，或者一个完整的数据被分成多个数据包，即单包和多包传输问题。n数据单元在传输中由于网络阻塞、连接中断等原因会导致时序差错和数据包丢失等现象。第8页/共24页第八页，共24页。n15.4.3 离散系统模型离散系统模型nRay等人等人9基于各节点均采用时基于各节点均采用时间驱动方式提出了一种增广的确间驱动方式提出了一种增广的确定性离散系统模型。定性离散系统模型。11122122( )( )( )( )( )AAx tx ttAAe te tz11+ppcppccpcAB D CAB CB CA120pcpcB DABB2100pACC221200pACAC，。 第9页/共24页第九页，共24页。nNCSs的离散延迟模型的离散延迟模型n假设假设1) 传感器为时间驱动方式，传感器为时间驱动方式，控制器和执行器为事件驱动方控制器和执行器为事件驱动方式；式；n假设假设2) 网络延时有界且服从某网络延时有界且服从某一确定分布；一确定分布；n假设假设3) 不同采样不同采样(ci yn)周期周期网络时延互相独立；网络时延互相独立；第10页/共24页第十页，共24页。第11页/共24页第十一页，共24页。第12页/共24页第十二页，共24页。均匀量化器。均匀量化器。n15.5.3基于状态观测的量化反馈稳定性分析基于状态观测的量化反馈稳定性分析n考虑到网络控制系统中状态不一定能测考虑到网络控制系统中状态不一定能测量到，因此分析带有状态观测器的量化反量到，因此分析带有状态观测器的量化反馈控制稳定性具有现实意义。假设带有状馈控制稳定性具有现实意义。假设带有状态观测器的量化反馈网络控制系统如图所态观测器的量化反馈网络控制系统如图所示，其中被控对象的状态空间模型为示，其中被控对象的状态空间模型为第13页/共24页第十三页，共24页。补偿控制设计方法，其中延迟整形技术是其中一种。所谓延迟整形是指将网络上时变的时延通过“整形器”转化为固定的时延。系统(xtng)时延经过整形后，控制律的设计问题就转化为一般的采样数据控制问题。延迟整形方法是研究可变时延条件下NCSs稳定性问题的一种简便方法。第14页/共24页第十四页，共24页。n LQG最优控制问题的性能指标是最小化如下的二次型函数：01(1)( )+) ( )+) ( -1)( )( )( )( )kkx kx ku ku kv ky kCx kw k （第15页/共24页第十五页，共24页。性的网络控制系统提出增广状态的确定性离散时间网络控制系统模型。n15.6.4基于QoS的控制方法n在基于QoS(quality of service)的控制方法中，控制器的参数可以根据(gnj)当前网络的负载情况或者网络的服务质量(QoS)来动态调整。10120( )()()( )( )( )( )NTTTkJ kE xN Q x Nxk Q x kut Q u k( )( ,)( )(1)TTTku kL kxkuk 第16页/共24页第十六页，共24页。n根据调度协议性质的不同，根据调度协议性质的不同，NCSs的调度协的调度协议可分为静态调度协议和动态调度协议。议可分为静态调度协议和动态调度协议。第17页/共24页第十七页，共24页。第18页/共24页第十八页，共24页。2003, 11(11):1301-1313.4.Ling Q, Lemmon M D. Soft real-time scheduling of networked control systems with dropouts governed by a Markov chain. Proceedings of the American Control Conference, 2003: 4845-4850.5.P. Seiler, R. Sengupta. An approach to networked control. IEEE Transactions on Automatic Control, 2005, 50(3): 356-364.第19页/共24页第十九页，共24页。9.R. Luck, A. Ray. An observer-based compensator for distributed delays. Automatica, 1900, 26(5):903-908.10.L.A. Montestruque, P.J. Antsaklis. On the model-based control of networked systems. Automatica, 2003, 39(10): 1837-1843.第20页/共24页第二十页，共24页。第21页/共24页第二十一页，共24页。第22页/共24页第二十二页，共24页。24.F. Goktas. Distributed control of systems over communication networks D. Philadelphia: Department of Computer and Information Science, University of Pennsylvania, 2000.25.于之训等. 基于H和综合的闭环网络控制系统的设计. 同济大学学报, 2001, 29(3):58-62.26.N.B. Almutairi. Adaptive Fuzzy Modulation for Networked PI Control Systems. Ph.D. dissertation, 2002.27.王飞跃, 王成红. 基于网络控制的若干(rugn)基本问题的思考和分析. 自动化学报, 2002, 28(S1):171-176.第23页/共24页第二十三页，共24页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第24页/共24页第二十四页，共24页。