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随着计算机控制技术和计算机网络技术的发展,控制系统通过网络环节传递信息已经成为现实。网络控制系统是一种通过实时网络构成的闭环分布式反馈控制系统。其中控制器、传感器、执行器各节点通过一条共享的网络来交换信息。近年来,网络化控制系统的稳定性分析和设计引起了众多国内外学者的关注。
目前,尽管对于基于Intemet的网络控制系统的实际应用研究有一些进展,但仍然有一些有趣的问题值得深一步的研究。NCS的建模与鲁棒控制问题是一个研究范围很广的课题,因此本课题今后还有很多工作。包括在NCS的建模中,应更多考虑到时变延迟、故障和外部扰动等因素的影响。
本文对所提出的控制方法进行了明确的论证,并就相应的控制器综合过程给出了较详尽地推导。为了验证其有效性,每种所提的控制算法都给出相应的仿真结果,从控制器设计、网络仿真实验等方面给出了系统的分析。结果表明,文中所提出的控制方法的整体效果是令人满意的。论文还介绍了一些网络控制系统存在的问题,设计了基于不确定时延的鲁棒H∞控制器。
为了进一步验证所提鲁棒控制方法的有效性,本文分别在Matlab中和所搭建的网络控制系统仿真平台上进行实验研究。首先,在网络模块中设置网络拓扑结构和参数,然后多次进行实验,对实验所得数据进行分析和处理,得到网络诱导时延分布特性。最后,针对通过网络形成的闭环系统,设计相应的输出反馈的H∞控制器,并进行了仿真试验和分析。仿真结果表明此方法的有效性和优越性。