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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,硕士答辩,网络控制系统的输出反馈控制,答 辩 人：纪 雯,指导教师：杨光红 教授,Tuesday,November 26,2024,1,论文基本内容：,绪论,1,基于时延切换的NCS静态输出反馈控制,2,基于观测器的NCS输出反馈控制,3,随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制,4,结论与展望,5,2,网络控制系统的研究背景,缺点,：布线复杂，成本高，系统可靠性、抗干扰性和灵活性差。,传统控制模式,优点,：,可以实现资源共享、远程操作和控制，提高系统诊断力、,方便安装与维护，并能有效减少系统的重量和体积、增,加系统的灵活性和可靠性。,网络控制系统,3,网络控制系统的结构与特点,执行器n,控制器1,执行器1,网 络,控制器q,传感器1,传感器m,被控对象,系统结构,特 点,结构网络化,节点智能化,控制现场化和功能分散化,系统开放化和产品集成化,4,网络控制系统的基本问题,节点驱动方式,网络诱导时延,网络调度,单包和多包传输,数据包的时序错乱,数据包的丢失,时钟同步,如何补偿,？,5,输出反馈控制器的设计,前向,设计静态输出反馈控制器,前向,反向,设计基于观测器的输出反馈控制器,随机,设计动态输出反馈控制器,6,绪论,1,基于时延切换的NCS静态输出反馈控制,2,基于观测器的NCS输出反馈控制,3,随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制,4,结论与展望,5,基于时延切换的,NCS,静态输出反馈控制,7,基于时延切换的,NCS,静态输出反馈控制,图1,零阶保持器,被控对象,采样器,控制器1,时延,决策器,采样器,控制器2,控制器L,寄存器,u(k),x(t),y(t),时间驱动,u(t),x(k),y(k),事件驱动,Ts,丢包,执行器,传感器,8,被控对象：,化简得：,基于时延切换的,NCS,静态输出反馈控制,引入函数：,9,则闭环系统为：,定理1：,基于时延切换的,NCS,静态输出反馈控制,静态输出反馈控制器：,10,仿真算例:,图2 状态轨线图,基于时延切换的,NCS,静态输出反馈控制,11,绪论,1,基于时延切换的NCS静态输出反馈控制,2,基于观测器的NCS输出反馈控制,3,随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制,4,结论与展望,5,基于观测器的,NCS,输出反馈控制,12,基于观测器的,NCS,输出反馈控制,图3,基于观测器的,动态输出反馈控制器,网 络,被控对象,执行器,传感器,13,基于观测器的,NCS,输出反馈控制,观测器：,控制器：,被控对象模型为：,定义估计误差为：,定义增广向量为：,14,基于观测器的,NCS,输出反馈控制,无数据包丢失,S C,有数据包丢失,C A,有数据包丢失,两通道都有数据包丢失,闭环控制系统模型,：,（8）,15,由子系统,描述的事件的事件率：,丢包率,定义1：,对任意给定的初始条件 ，系统（8）,的解满足,则系统（8）是,全局指数稳定,的。,基于观测器的,NCS,输出反馈控制,16,定理2:,基于观测器的NCS输出反馈控制,定义2：,对于任意的 和任意的 ，表示区间,上 的切换次数，如果对于 和 ，有,成立，则 为,平均驻留时间,，为,振荡界,。,17,求解:,仿真算例：,基于观测器的,NCS,输出反馈控制,18,特征值：0.3333，1.0000，2.6673和0.3327，,选取：,基于观测器的,NCS,输出反馈控制,19,在区间 上，可以得到,和 ，,初始条件为,图4 状态轨线,图5 估计误差轨线,基于观测器的,NCS,输出反馈控制,20,绪论,1,基于时延切换的NCS静态输出反馈控制,2,基于观测器的NCS输出反馈控制,3,随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制,4,结论与展望,5,随机时延和丢包的,NCS,动态输出反馈控制,21,被控对象,网 络,控制器,执行器,传感器,寄存器,寄存器,图6,随机时延和丢包的,NCS,动态输出反馈控制,22,被控对象：,测量方程：,控制器：,随机时延和丢包的,NCS,动态输出反馈控制,闭环系统：,23,定义3：,引理1：,随机时延和丢包的,NCS,动态输出反馈控制,24,定理3：,随机时延和丢包的,NCS,动态输出反馈控制,25,定理4：,随机时延和丢包的,NCS,动态输出反馈控制,问题,26,仿真算例:,最优解：,控制器参数：,随机时延和丢包的,NCS,动态输出反馈控制,27,改进前：,改进后：,图7 状态轨线,仿真结果:,随机时延和丢包的,NCS,动态输出反馈控制,28,改进前：,改进后：,仿真结果:,图8 误差轨线,随机时延和丢包的,NCS,动态输出反馈控制,29,绪论,1,基于时延切换的NCS静态输出反馈控制,2,基于观测器的NCS输出反馈控制,3,随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制,4,结论与展望,5,结论与展望,30,结论与展望,1、前向通道存在时延和丢包,2、前向和反向通道存在时延和丢包,3、前向和反向通道存在随机时延和丢包,结论,1、,网络控制系统中的跟踪控制,2、,QoS,与,QoP,（即服务性能和控制性能）之间的优化点,3、,基于多通信通道共享的网络控制系统,展望,31,谢谢,32,
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