基于网络的反馈控制器设计

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网络作为信息传播的一种有效平台在过去的十几年得以高速的发展,其应用已渗透到各行各业,这种趋势在未来也不会改变。因为控制系统也有信息传播的问题,不可避免的,通讯网络技术被引入到控制领域里面,并因此对控制理论发展和应用产生确定性影响,并且导致控制理论研究的新方向——将通讯网络,控制设计和计算机技术有机结合起来。如何分析与确定引入通讯网络后的控制系统也成为控制理论研究新的热点。跟传统的控制系统相比,由于网络本身存在着一些对系统性能产生破坏性影响的固有本质,这使得基于网络的控制系统存在许多传统控制系统所没有的问题,例如网络延时、数据丢包、量化的影响等。当前国内外对这些问题的研究主要集中在系统的稳定性分析上,对其它一些重要问题,比如系统的跟踪性能和信号量化,在基于网络的控制系统中还处于起步阶段。网络控制系统的研究正在迅速成为当前国际控制领域的一个前沿课题,具有重要的理论意义和广阔的应用前景。   本文介绍了网络控制系统的定义、发展以及系统结构,描述了目前网络控制系统分析与设计的主要方法,并对网络控制系统的量化控制进行了分析,包括时不变量化器、时变量化控量化器的分析,说明了在量化器作用下系统仍能保持问题的情况。最后分析了网络控制系统在量化器的作用下仍能保证网络控制系统稳定性的量化器参数的上界值。   针对引入网络后的控制系统的控制器设计,采用量化控制方法,量化器选择为对数量化器,结合极点配置、及线性系统二次型最优控制等控制方法,对经简化后的网络控制系统,即对只考虑信号的量化及数据网络的网络控制系统进行控制,并对对数量化器对网络控制系统的影响做了分析与总结。
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