網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的時延特性與穩(wěn)定性分析.pdf

1、隨著控制系統(tǒng)應用領域的日益擴大，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究越來越受到人們的廣泛關注。網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的特點是參考輸入、對象輸出和控制輸入等信息在控制系統(tǒng)各部件間（傳感器、控制器和執(zhí)行器等）通過網(wǎng)絡進行交換，使不同地點的用戶實現(xiàn)資源共享和協(xié)同操作。然而，由于網(wǎng)絡中的信息源很多，信息的傳送要分時占用網(wǎng)絡通信線路，而網(wǎng)絡的承載能力和通信帶寬有限，這必然容易造成信息的碰撞、重傳等現(xiàn)象的發(fā)生，使得信息在傳輸過程中不可避免地存在時延，時延不僅降低系統(tǒng)的性能，而

2、且是造成系統(tǒng)不穩(wěn)定的重要因素。本文針對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的時延特性及穩(wěn)定性進了分析和研究。主要內容如下： ⑴闡述了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的研究背景、存在的基本問題、研究現(xiàn)狀，針對網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中的時延問題，分析了時延產生的原因，總結了以往在時延問題研究上所取得的成果及所采用的主要方法；從穩(wěn)定性的角度，討論了時延對系統(tǒng)性能的影響。針對存在于實際系統(tǒng)中的一類正則、無脈沖的奇異被控對象，簡要分析了奇異被控對象的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)特性，建立了一類奇異被控對象的

3、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)數(shù)學模型，分析了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性，給出系統(tǒng)穩(wěn)定的條件及最大數(shù)據(jù)包丟失率，并通過例子說明分析方法和成果的有效性和可行性。 ⑵對基于Matlab的實時仿真工具TrueTime進行了介紹，通過該仿真工具箱，針對被控對象為倒立擺、傳感器時鐘驅動、控制器和執(zhí)行器事件驅動、采用PD控制器的輸出反饋控制系統(tǒng)進行了仿真分析，建立了仿真模型，并針對不同參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性造成的影響進行了對比。通過系統(tǒng)輸出和控制輸入的仿真曲線，闡明了穩(wěn)定性與