網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)調(diào)度與控制方法研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)具有連線少、可靠性高、易于擴(kuò)展及能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享等優(yōu)點(diǎn)，因此計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)逐步應(yīng)用到控制工程中。但由于通訊網(wǎng)絡(luò)的引入，使得網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中存在如網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、調(diào)度的優(yōu)化、數(shù)據(jù)的多包傳輸及丟失等新問(wèn)題。因此，網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)成為目前控制理論與控制工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。本文主要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)調(diào)度這兩個(gè)基本問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)研究，主要工作如下：
　　(1)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的一些基本概念、問(wèn)

2、題及目前的研究現(xiàn)狀做了一個(gè)比較詳細(xì)的綜述。
　　(2)由于網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的存在，文中以多入多出系統(tǒng)為例，分析了分布式傳感器的異步采樣機(jī)制及在一個(gè)采樣周期內(nèi)傳感器-控制器和控制器-執(zhí)行器的時(shí)延情況。結(jié)合令牌傳輸協(xié)議（IEEE802.4），給出了一種基于令牌傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的建模方法，并進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。
　　(3)采用ControlNet作為控制網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)模型中網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的時(shí)變特性，給出了一種基于ControlNet在線時(shí)延估

3、算方法。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)估算得到的時(shí)延來(lái)確定LQR控制器中的控制參數(shù)。接著，給出網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)流水線并行控制策略，以有效地利用系統(tǒng)資源，提高控制回路的采樣速率，從而提高控制系統(tǒng)性能。
　　(4)為了改善整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的QoS水平，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，從網(wǎng)絡(luò)的角度出發(fā)，研究了網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。給出令牌桶的概念，推導(dǎo)出在保證系統(tǒng)性能指標(biāo)下令牌桶主要參數(shù)間的關(guān)系式。設(shè)計(jì)了令牌桶數(shù)據(jù)流整形器，用來(lái)動(dòng)態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源。仿真實(shí)驗(yàn)表明：