基于切换系统方法的网络控制系统分析与设计本文研究了具有时变时延的网络控制系统和有丢包的网络控制系统的分析与设计问题。通过利用一种新的执行机构工作模式并考虑状态反馈，建立一种新的离散时间切换系统模型来描述网络控制系统。基于该切换系统模型，得到了使闭环网络控制系统指数稳定的充分条件。在有时变时延的网络控制系统中，该条件建立了闭环网络控制系统的延长时间、时延变化频率和系统性能之间的关系；在有丢包的网络控制系统中，该条件建立了网络控制系统指数衰减率和保性能水平与丢包率、最大连续丢包数之间的定量关系。文中也同时给出了仿真例子来说明所得结果的有效性。64513

毕业论文关键词  时变时延  丢包  网络控制系统   切换系统方法

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title    Analysis and design of networked control systems based on a switched system approach                   

Abstract

This paper is concerned with the analysis and design problems for a class of networked control systems(NCSs) with time-varying delay and packet dropout.By applying a new working mode of the actuator and considering state feedback controllers, a new discrete-time switched system model is proposed to describe the NCSs. Based on the obtained switched system model, a sufficient condition is derived for the closed-loop NCSs to be exponentially stable. The obtained condition establishes relations among the delay length, the delay variation frequency, and the system performance of the NCSs with time-varying delay. Also, it builds up quantitative relationships between exponential decay rate and the guaranteed cost level, packet dropout rate , the maximum number of consecutive packet dropouts. An illustrative example is also given to show the effectiveness of the proposed results.

Keywords  time-varying   packet dropout   networked control systems   a switched system approach

1  绪论 1

1．1  研究的目的和意义 1

1.2  网络控制系统的发展历程 2

1.3  网络控制系统的基本问题 4

2  切换系统简介 6

3  具有时变时延的网络控制系统建模与设计 7

3.1  网络控制系统的建模 7

3.2  指数稳定性分析 10

3.3  稳定化状态反馈控制器设计 12

3.4  示例 13

4  具有丢包的网络控制系统建模与设计 15

4.1  网络控制系统的建模 15

4.2  指数稳定性分析 18

4.3  保性能状态反馈控制器设计 20

4.4  示例 25

结  论 28

致  谢 29

参考文献 30

1  绪论

1．1  研究的目的和意义

近十几年来，随着控制科学、网络技术和计算机技术的快速发展和不断融合，网络控制系统(Networked Control Systems，NCSs)应运而生，成为控制学领域内一种新型的控制系统。所谓网络控制系统就是利用通信网络实现典型空间分布的传感器、控制器和执行器之间的信息交互，以达到被控对象的反馈控制[1]～[3]。与传统的点对点结构的系统相比，NCSs具有资源共享、远程操作和控制，提高系统的诊断能力、方便安装与维护，增加系统的灵活性和可靠性的特点。目前，NCSs已经成为国际控制理论界的一个学术热点问题，其研究具有重要的理论意义和应用意义。