基于TrueTime的网络控制系统时延补偿策略的研究

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利用无线或有线网络将控制器、执行器、被控对象、传感器组成控制系统,实现资源共享,从而形成网络控制系统。由于带宽的限制、不同节点的竞争不可避免的形成时延、丢包以及数据的错序,其中时延是降低系统性能、甚至使系统不稳的因素。本文利用True Time对网络控制系统中影响性能的因素进行分析,并对所提出的时延补偿策略进行验证,从而为网络系统的设计提供参照,具体包括以下四个部分:首先利用仿真工具箱True Time2.0建立网络控制系统的仿真模型,分析影响系统性能的因素,为后续对时延补偿策略的研究打下仿真验证的基础。通过对具有不同采样周期、不同长度时延、不同丢包率以及是否具有扰动的网络控制系统性能的分析来总结影响性能的因素,为网络控制系统的设计提供依据。其次研究一类有界控制的离散时间系统的时滞补偿控制问题。首先设计了状态反馈延时补偿控制器,然后利用李亚普诺夫稳定性理论和矩阵变换,对无界控制进行时滞补偿。接着将结果推广到非负控制和有界控制,所有结果都以线性规划(LPs)形式呈现。最后通过数值例子来说明提出的方法的有效性。再次将第三章的研究方法进一步应用于非线性系统—T-S模糊系统中,并将控制方式做进一步的推广,既采用状态反馈又采用输出反馈。最后给出一个例子来说明所提出方法的有效性。最后利用True Time2.0搭建网络控制系统的时延补偿策略模型,从而对网络控制系统时延补偿前后的效果进行对比,验证所提理论的可行性与实用性,为补偿策略的选择提供依据。
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