【碩士論文】網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)及其仿真.pdf

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1、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)及其仿真試驗(yàn)的研究夏需強(qiáng)(控制理論與控制工程)指導(dǎo)教師：于佐軍副教授摘要網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)化技術(shù)交叉發(fā)展的產(chǎn)物之一，它是把網(wǎng)絡(luò)作為控制的一種手段，可以稱之為“網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化”。在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)不僅是控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N媒介，同時(shí)也是控制系統(tǒng)的一部分。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比可以減少系統(tǒng)的連線，降低系統(tǒng)的成本，使得結(jié)構(gòu)靈活，易于擴(kuò)展和維護(hù)，還能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的共享。雖然網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是由于網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的誘導(dǎo)延時(shí)和數(shù)據(jù)丟包對(duì)控制系統(tǒng)的性能有很大的影響。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和

2、數(shù)據(jù)丟包，在本文中做了如下的工作：(1)鑒于在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中跟蹤問(wèn)題研究很少這個(gè)現(xiàn)狀，通過(guò)設(shè)置緩沖區(qū)的方法將隨機(jī)時(shí)變的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一確定性系統(tǒng)，然后再利用一特殊的數(shù)學(xué)變換將此確定性系統(tǒng)變成一個(gè)等效系統(tǒng)，并推導(dǎo)了此等效系統(tǒng)的最優(yōu)跟蹤控制律，同時(shí)還討論了最優(yōu)跟蹤控制律的存在性。(2)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)服從確定的概率分布的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，本文利用隨機(jī)控制的相關(guān)知識(shí)推導(dǎo)了隨機(jī)最優(yōu)控制律，并且討論了此控制律的存在性和穩(wěn)定性。(3)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的仿真和試驗(yàn)，本文利用True'rune和SimEvents進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)控制

3、系統(tǒng)的仿真和利用自己編寫的數(shù)據(jù)包發(fā)送接受程序進(jìn)行了試驗(yàn)同時(shí)還利用OPC服務(wù)器程序進(jìn)行了試驗(yàn)。仿真和試驗(yàn)都得到了較好的效果。(4)對(duì)于丟包過(guò)程服從已知的兩點(diǎn)分布的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，推導(dǎo)了最優(yōu)濾Il波器。使此濾波器達(dá)到丟包幸}償?shù)淖饔?。關(guān)鍵字：網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，最優(yōu)跟蹤控制律，誘導(dǎo)延時(shí)，數(shù)據(jù)丟包，最優(yōu)濾波器IIIResearchonNetworkedControlSystemandItsSimulationandExperimentXIAXu-qiang(ControlTheoryandControlEngineeri

4、ng)DirectedbyAssociateProfessorYUZuo-junAbstraetNetworkedcontrolsystemisoneofoutcomesofcrossdevelopmentktwecncomputernetworkandautomationtechnology．Itisonemeansofcontrolanditcanbecallednetworkedautomation．Innetworkedcontrolsyst鋤，networkisnotonlyonemediumth

5、roughwhichdataofcontrolsystemcanbetransmittedbutalsoonepartofcontrolsystem．Comparingwithtraditionalcontrolsystem,networkedcontrolsystemcandecreaselineofsystem，reducecostofsystem,makestructureflexiableandmakesystemeasytoextendandmaintain．ItalsoCansharethere

6、sourceofsystem．Althoughnetworkedcontrolsystemhasmanyadvantages，induceddelayanddatadropoutwhichiscausedbynetworkCangreatlyaffectperformanceofcontrolsystem．Aimingatnetworkdelayanddatadropout,inthispaperthefollowingworkisdone：(1)Duetotheconditionthatinnetwork

7、edcontrolsystemtrackingproblemisrarelystudied,stochasticandtimeⅥ叼恤networkedcontrolsystemcanbetransformedonedeterministicsystembysettingbuffer．Thedeterministicsystemcanbecomeoneequivalentsystembyusingonespecialmathematicstransformation．Theoptimalwackingcont

8、rollawoftheequivalentsystemisderivedandtheexistenceofoptimaltrackingcontrollawisdiscussed．(2)Forthenetworkedcontrolsystemofwhichnetworkdelaysubjectstodeterministiccontrollawisderivedprobabili姆distribution,sto