開放式網絡控制系統(tǒng)的研究與應用.pdf

1、開放式網絡架構下的網絡控制系統(tǒng)是一項綜合性網絡應用，在底層控制上屬于閉環(huán)網絡控制系統(tǒng)研究的范疇，在體系結構上體現(xiàn)了分布式控制的特點，在系統(tǒng)的設計上需要對網絡性能和控制器設計進行綜合考慮。本文基于非線性時變網絡控制系統(tǒng)為研究對象，在網絡協(xié)議、網絡時延特性分析與預估、非線性控制方法等方面開展研究。 首先，本文作者從網絡控制系統(tǒng)的歷程入手，簡要地回顧其發(fā)展歷史，總結了一般規(guī)律，將開放式網絡控制系統(tǒng)作為主要的研究內容。 網絡控制

2、系統(tǒng)作為信息技術與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相結合的產物，通信協(xié)議很自然的成為關鍵要素。于是，在隨后的第二章里，作者對目前網絡控制系統(tǒng)常用的協(xié)議進行了對比分析，認為雖然出現(xiàn)了很多改進后的協(xié)議或是專用協(xié)議，以使其適于網絡控制系統(tǒng)的需求，但這些改進后的協(xié)議有很多的專用限制要求和封閉性條件，而這和越來越明顯的網絡控制系統(tǒng)開放性發(fā)展趨勢不一致，難以進行大范圍的推廣和應用。網絡控制系統(tǒng)的開放性需要我們在通用協(xié)議的基礎上加以改善，更為有效地滿足人們對系統(tǒng)的充分應

3、用。最后采用一種分布式計算技術XML-R2C：一種基于消息的遠程編程方式，實現(xiàn)了一種新的遠程設備數(shù)據(jù)采集和控制方法，并開發(fā)出相應的開放式遠程控制系統(tǒng)。 然后本文對網絡控制系統(tǒng)分析的核心：時延問題，包括時延的產生機理，時延模型，時延估計以及相應的控制策略和穩(wěn)定性分析進行了闡述。接下來，作者從網絡結構的角度出發(fā)，以Internet為網絡架構對時延進行研究和分析，并加以預估。雖然Internet的控制機制和行為特征日趨復雜，使得對其越

4、來越難以認識和把握。但是其特征可以通過它所承載的網絡流量的特性反映出來，所以研究網絡流量的動態(tài)特性，有助于揭示現(xiàn)代互聯(lián)網絡的工作機理，從而對基于Internet的網絡控制的時延尤其動態(tài)時延有較好的把握。 最后，本文集中在控制策略方面，針對開放式網絡控制系統(tǒng)的非線性時變特點，分別與魯棒控制理論和多模型理論相結合，提出了各自新的算法。在應用前者時，建立了一時變多時延網絡控制系統(tǒng)對象模型，結合應用于時滯系統(tǒng)的魯棒控制理論，通過求解線性

5、矩陣不等式，在滿足一定性能要求條件下給出靜態(tài)狀態(tài)反饋控制，使得閉環(huán)網絡控制系統(tǒng)二次型穩(wěn)定并滿足相應的性能指標。 而開放式網絡控制系統(tǒng)的模型結構或參數(shù)往往是不確定的，使得我們很難對其建立一個較為精確的模型。在估計系統(tǒng)狀態(tài)的同時還需要辨識系統(tǒng)的結構，使很多常規(guī)算法對系統(tǒng)辨識產生延遲與誤報，從而對估計發(fā)生嚴重偏差。多模型算法由于其獨有的處理具有結構和參數(shù)未知或變化以及將復雜問題簡化為簡單問題的能力，近年來受到了高度的重視，但未見到與網