網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中控制與調(diào)度的協(xié)同設(shè)計(jì).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究的深入，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度逐漸受到研究者的重視，研究網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)調(diào)度的目的是改善網(wǎng)絡(luò)的QoS，減少?zèng)_突、阻塞等不利因素的發(fā)生，從而減小網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延，減少數(shù)據(jù)包丟失的發(fā)生，對(duì)于改善網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的性能具有重要的意義。但是網(wǎng)絡(luò)和控制兩方面存在著相互影響、相互制約的內(nèi)在聯(lián)系，解決上述問題應(yīng)考慮控制與調(diào)度的協(xié)同設(shè)計(jì)，以保證網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量QoS和控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量QoC。 控制與調(diào)度的協(xié)同設(shè)計(jì)過程，需要從理論上研究

2、調(diào)度對(duì)于控制系統(tǒng)性能的影響，從而為調(diào)度方法的確定提供依據(jù)。為了分析控制系統(tǒng)的各種性能，建立了輸入、輸出端都具有通信約束的通用NCS調(diào)度模型，并利用通信序列來表示調(diào)度情況，然后將其轉(zhuǎn)化為離散切換系統(tǒng)。 在研究NCS調(diào)度模型的能控性、能觀性時(shí)，利用循環(huán)不變子空間理論及其相關(guān)的性質(zhì)，給出了靜態(tài)調(diào)度下網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)能控性、能觀性的充要條件，并給出了原有控制系統(tǒng)與經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)調(diào)度后系統(tǒng)之間能控性、能觀性的關(guān)系。 利用切換系統(tǒng)中的多L

3、yapunov函數(shù)方法，對(duì)狀態(tài)反饋下的NCS調(diào)度模型的穩(wěn)定性、魯棒性進(jìn)行分析，并以LMI形式給出系統(tǒng)滿足魯棒性能的充要條件，及其魯棒H∞控制器的設(shè)計(jì)方法；然后，對(duì)多系統(tǒng)調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，將其也轉(zhuǎn)化為離散切換系統(tǒng)，并將得到的魯棒性相關(guān)結(jié)論，擴(kuò)展到多系統(tǒng)調(diào)度中。 在狀態(tài)反饋下對(duì)NCS調(diào)度模型展開保性能分析，以LMI形式給出系統(tǒng)保性能的充要條件，及其保性能控制律的求解；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步得出最優(yōu)保性能控制律的求解條件；然后將

4、得到的結(jié)論推廣到多系統(tǒng)調(diào)度中。 針對(duì)NCS中的調(diào)度，提出基于RM和EDF的二維調(diào)度策略，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)先級(jí)與帶寬的二級(jí)分配，具有較高的靈活性；并利用RM與EDF方法的任務(wù)可調(diào)度性條件，得出二維調(diào)度中的帶寬可調(diào)度性條件；二維網(wǎng)絡(luò)調(diào)度策略可以在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，用RM及EDF調(diào)度方法來分別對(duì)不同的任務(wù)進(jìn)行調(diào)度。 采樣周期是QoC與QoS之間的紐帶，在控制與調(diào)度協(xié)同設(shè)計(jì)中起到重要的作用，所以有必要從理論與實(shí)際應(yīng)用兩個(gè)角度出發(fā)對(duì)NCS中