《网络控制系统的输出反馈控制 纪雯.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《网络控制系统的输出反馈控制 纪雯.pptx（31页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1网络控制系统的研究背景网络控制系统的研究背景缺点：布线复杂，成本高，系统可靠性、抗干扰性和灵活性差。传统控制模式优点：可以实现资源共享、远程操作和控制，提高系统诊断力、方便安装与维护，并能有效减少系统的重量和体积、增 加系统的灵活性和可靠性。网络控制系统第1页/共31页2网络控制系统的结构与特点网络控制系统的结构与特点执行器n控制器1执行器1网 络控制器q传感器1传感器m被控对象系统结构系统结构系统结构系统结构 特特 点点 结构网络化 节点智能化 控制现场化和功能分散化 系统开放化和产品集成化第2页/共31页3网络控制系统的基本问题网络控制系统的基本问题 节点驱动方式节点驱动方式 网络诱导时
2、延网络诱导时延 网络调度网络调度 单包和多包传输单包和多包传输 数据包的时序错乱数据包的时序错乱 数据包的丢失数据包的丢失 时钟同步时钟同步 如何补偿如何补偿如何补偿如何补偿？第3页/共31页4输出反馈控制器的设计输出反馈控制器的设计前向前向设计静态输出反馈控制器前向前向反向反向设计基于观测器的输出反馈控制器随机随机设计动态输出反馈控制器第4页/共31页5 绪论1 基于时延切换的NCS静态输出反馈控制2 基于观测器的NCS输出反馈控制3 随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制4 结论与展望5基于时延切换的NCS静态输出反馈控制第5页/共31页6基于时延切换的NCS静态输出反馈控制图1 零阶保持
3、器被控对象采样器控制器1时延决策器采样器控制器2控制器L寄存器u(k)x(t)y(t)时间驱动u(t)x(k)y(k)事件驱动Ts丢包执行器传感器第6页/共31页7被控对象：化简得：基于时延切换的NCS静态输出反馈控制引入函数：第7页/共31页8则闭环系统为：定理1：基于时延切换的NCS静态输出反馈控制静态输出反馈控制器：第8页/共31页9仿真算例:图2 状态轨线图基于时延切换的NCS静态输出反馈控制第9页/共31页10 绪论1 基于时延切换的NCS静态输出反馈控制2 基于观测器的NCS输出反馈控制3 随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制4 结论与展望5基于观测器的NCS输出反馈控制第10页
4、/共31页11基于观测器的NCS输出反馈控制图3 基于观测器的动态输出反馈控制器网 络被控对象执行器传感器第11页/共31页12基于观测器的NCS输出反馈控制观测器：控制器：被控对象模型为：定义估计误差为：定义增广向量为：第12页/共31页13基于观测器的NCS输出反馈控制无数据包丢失S C 有数据包丢失C A 有数据包丢失两通道都有数据包丢失闭环控制系统模型：（8）第13页/共31页14 由子系统 描述的事件的事件率：丢包率定义1：对任意给定的初始条件 ，系统（8）的解满足 则系统（8）是全局指数稳定的。基于观测器的NCS输出反馈控制第14页/共31页15定理2:基于观测器的NCS输出反馈控
5、制定义2：对于任意的 和任意的 ，表示区间 上 的切换次数，如果对于 和 ，有 成立，则 为平均驻留时间，为 振荡界。第15页/共31页16求解:仿真算例：基于观测器的NCS输出反馈控制第16页/共31页17特征值：0.3333，1.0000，2.6673和0.3327，选取：基于观测器的NCS输出反馈控制第17页/共31页18在区间 上，可以得到 和 ，初始条件为 图4 状态轨线图5 估计误差轨线基于观测器的NCS输出反馈控制第18页/共31页19 绪论1 基于时延切换的NCS静态输出反馈控制2 基于观测器的NCS输出反馈控制3 随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制4 结论与展望5随机时延
6、和丢包的NCS动态输出反馈控制第19页/共31页20被控对象网 络控制器执行器传感器寄存器寄存器图6随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制第20页/共31页21被控对象：测量方程：控制器：随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制闭环系统：第21页/共31页22定义3：引理1：随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制第22页/共31页23定理3：随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制第23页/共31页24定理4：随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制问题第24页/共31页25仿真算例:最优解：控制器参数：随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制第25页/共31页26改进前：改进后：图7 状态轨线仿真结
7、果:随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制第26页/共31页27改进前：改进后：仿真结果:图8 误差轨线随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制第27页/共31页28 绪论1 基于时延切换的NCS静态输出反馈控制2 基于观测器的NCS输出反馈控制3 随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制4 结论与展望5结论与展望第28页/共31页29结论与展望 1、前向通道存在时延和丢包2、前向和反向通道存在时延和丢包3、前向和反向通道存在随机时延和丢包结论1、网络控制系统中的跟踪控制2、QoS与QoP（即服务性能和控制性能）之间的优化点3、基于多通信通道共享的网络控制系统 展望第29页/共31页30谢谢第30页/共31页31感谢您的观看！第31页/共31页