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《中南大学》 2008年
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基于模型的网络控制系统的分析和研究

彭佳  
【摘要】: 随着Internet技术的持续发展,控制系统与网络通信系统的集成已成为控制网络技术的一个热点,为此提出了网络化控制系统。通过控制网络实现闭环控制回路的反馈控制系统称为网络控制系统。在考虑NCS存在多种问题的基础上,研究网络控制系统的建模、分析和控制的问题。 首先,介绍影响网络控制系统性能的一些因素。主要是介绍几种典型的控制网络协议,分析网络诱导延时产生的原因和组成,以及延时和数据包丢失及对系统的影响。 其次,基于线性时不变的对象模型,对网络控制系统进行建模。主要是对延时和数据包丢失影响下的各种网络控制系统进行建模。对于单包传输,分别在延时小于和大于一个采样周期,有数据包丢失和无数据包丢失,以及延时和数据包丢失同时存在的各种情况下的进行建模;对于多包传输,讨论控制器在时钟驱动方式下时钟同步和异步两种情况下的建模问题。 最后,在所建立模型的基础上,分别考虑网络延时和数据包丢失的情况下分析系统的稳定性;利用基于有界数据包丢失率的方法,对反馈控制进行设计,在保证系统稳定的条件下,给出了求得反馈增益矩阵的方法;采用预测控制技术,计算将来的控制信号,传送给网络延时补偿器以补偿网络延时,尽可能减小延时对系统性能的影响。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP273

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨奎;数字音频内通系统的研究与实现[D];电子科技大学;2011年
2 陈富;时延网络控制系统的鲁棒控制研究[D];东北大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱其新,胡寿松,侯霞;长时滞网络控制系统的随机稳定性研究[J];东南大学学报(自然科学版);2003年03期
2 吴钦木;李叶松;秦忆;;网络控制系统稳定性分析和控制方法[J];电气传动;2006年06期
3 成功,杨佃福,李嘉;以太网技术在现场总线中的应用和前景[J];计算机工程;2001年12期
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9 陈幼平,陈冰,谢经明,艾武,周祖德;网络化控制系统的科学问题与应用展望[J];控制与决策;2004年09期
10 杨丽曼;李运华;;网络控制系统的时延和负载分析[J];控制与决策;2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 樊卫华;网络控制系统的建模与控制[D];南京理工大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 樊卫华;蔡骅;吴晓蓓;胡维礼;;一类时延网络控制系统的H_∞鲁棒控制[J];兵工学报;2006年01期
3 樊卫华;谢蓉华;陈庆伟;胡维礼;;长时延网络控制系统的建模与分析[J];兵工学报;2006年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 陈晨;陈杰;张娟;;网络化控制系统及其在火控系统中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 党向东;张庆灵;;时变时延状态反馈网络控制系统的指数稳定性[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 刘俊利;乌建中;陈雨;;不均衡系统同步控制误差特性分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 李炜;李亚洁;;基于LMI方法的网络化控制系统容错保性能控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 ;Design and Practical Implementation of Networked Ball-Beam Control System[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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8 蔡骅;汪翰林;胡维礼;;基于自相似性的网络信息流延时特性仿真[A];江苏省自动化学会七届四次理事会暨2004学术年会青年学者论坛论文集[C];2004年
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10 谢林柏;赵维一;纪志成;;基于δ算子的网络控制系统最优控制方法[A];第十七届全国过路控制会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卜旭辉;数据驱动无模型自适应控制与学习控制的鲁棒性问题研究[D];北京交通大学;2011年
2 葛愿;基于隐马尔可夫模型的网络化控制系统建模与控制[D];中国科学技术大学;2011年
3 张捷;网络控制系统的故障检测与诊断技术[D];南京理工大学;2010年
4 赵虹;基于自由权矩阵的网络控制系统分析与设计[D];中南大学;2011年
5 邱丽;基于Markov跳变理论的网络控制系统研究[D];华南理工大学;2011年
6 戴建国;网络化系统的稳定性分析、控制及滤波[D];江南大学;2011年
7 高守婉;具有随机时滞与丢包的网络控制系统分析与设计研究[D];中国海洋大学;2011年
8 张文安;网络化控制系统的时延与丢包问题研究[D];浙江工业大学;2010年
9 吉顺平;网络控制系统的控制器与通信协议的研究与设计[D];南京航空航天大学;2009年
10 刘艺;网络控制系统的脉冲建模与预测控制[D];河北工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐宇翔;嵌入式Internet网络的实时性研究[D];南昌航空大学;2010年
2 刘世超;带有非确定丢包与时延的网络化控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 金鑫;具有数据包丢失的网络控制系统的最优控制[D];中国海洋大学;2010年
4 聂琼;千兆自适应以太网交换机的设计[D];苏州大学;2010年
5 史常斌;高炉控制系统的分析与应用[D];合肥工业大学;2009年
6 吴凡;基于预测控制的网络控制系统研究[D];天津理工大学;2010年
7 杜宝祯;嵌入式无线网络化测控系统的设计与实现[D];江西理工大学;2010年
8 杨菲;基于以太网的PROFIBUS测试平台的研究[D];北京交通大学;2010年
9 王小山;基于模糊T-S模型的网络控制系统时延与丢包的建模与补偿问题研究[D];北京交通大学;2011年
10 刘守盎;基于NS2的网络控制系统研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张玉泉;钟秋海;王林;;具有时滞和丢包的网络化控制系统稳定性分析[J];北京理工大学学报;2008年04期
2 车颖秋;航空电子传感器的综合化[J];电讯技术;2002年03期
3 张菊;张淑娥;;基于DSP的数据采集与处理系统的设计[J];电力系统通信;2006年01期
4 许志远;;数字音频的网络传输和交换[J];东南传播;2005年10期
5 杨程;陈未如;;软件架构可靠性评估平台组件库的设计[J];电脑知识与技术;2009年05期
6 李歆遒;祁才君;;数字音频网络处理器的系统设计[J];电声技术;2006年01期
7 管俊麒;数字音频传输和交换新概念——基于以太网的无中心音频传输和交换技术[J];广播与电视技术;2003年04期
8 杭正东;音频传输新平台——基于以太网的音频传输CobraNet协议[J];广播电视信息;2005年03期
9 刘华阳;;网络系统仿真中的流量模型研究[J];军民两用技术与产品;2006年02期
10 严怀成;黄心汉;王敏;;多时滞不确定网络控制系统的稳定性分析[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 黎善斌;网络控制系统的鲁棒控制算法研究[D];浙江大学;2005年
2 李学军;基于LMI的时滞系统鲁棒滤波[D];吉林大学;2007年
3 陈云;随机时滞系统的分析与综合[D];浙江大学;2008年
4 张冬梅;时滞系统稳定性分析及其在网络控制中的应用[D];浙江工业大学;2008年
5 张勇;大时滞网络控制系统分析与设计的研究[D];中国海洋大学;2008年
6 马卫国;具有时延和丢包的鲁棒网络控制系统研究[D];大连理工大学;2008年
7 孔德明;网络化控制系统的稳定性设计[D];华中科技大学;2008年
8 张湘;分布式网络控制系统若干控制问题研究[D];西南交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘宗平;基于DSP的高可靠性嵌入式硬件系统设计和实现[D];大连交通大学;2005年
2 徐慧;不确定离散时滞系统时滞依赖鲁棒控制算法研究[D];浙江大学;2006年
3 张龙;嵌入式数字音频播放系统的设计与实现[D];武汉理工大学;2006年
4 鲁轶;网络控制系统的控制器设计与仿真研究[D];大连海事大学;2007年
5 王贵明;网络控制系统稳定性分析[D];华中科技大学;2006年
6 邢江;网络化控制系统的若干问题研究[D];华中科技大学;2006年
7 李丽春;鲁棒控制在网络控制系统中的应用[D];浙江大学;2007年
8 张芳;网络控制系统时延分析、控制器设计及仿真研究[D];北京交通大学;2007年
9 黎燕;多功能网络数字音频功率放大器的硬件设计与实现[D];电子科技大学;2008年
10 雍广杰;时延非线性网络控制系统的鲁棒控制研究[D];汕头大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 韩佳鑫;车站信号控制系统中PROFIBUS现场总线的应用与设计[D];北京交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张霄力,刘玉忠,赵军;一类切换系统的鲁棒控制[J];东北大学学报;2000年05期
2 徐兆棣,张嗣瀛;不确定时滞系统的输出反馈可靠控制[J];东北大学学报;2000年06期
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4 樊卫华,蔡骅,陈庆伟,胡维礼;基于异步动态系统的网络控制系统建模[J];东南大学学报(自然科学版);2003年02期
5 朱其新,胡寿松,侯霞;长时滞网络控制系统的随机稳定性研究[J];东南大学学报(自然科学版);2003年03期
6 顾洪军,张佐,吴秋峰;控制系统的网络化发展[J];工业仪表与自动化装置;2000年01期
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8 陈东彦,王丽娟;不确定时变时滞系统基于观测器的鲁棒控制[J];哈尔滨理工大学学报;2000年06期
9 吴誉,张卫东,许晓鸣;现场总线技术展望及我国的发展策略[J];测控技术;1999年11期
10 吴誉,张卫东,许晓鸣;以太网与现场总线的互连方法[J];测控技术;2000年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄鹤;韩笑冬;王执铨;;有时延和数据包丢失的网络控制系统故障检测[J];南京理工大学学报(自然科学版);2008年04期
2 马卫国;邵诚;;网络控制系统随机稳定性研究[J];自动化学报;2007年08期
3 黄从智;白焰;;一类网络化串级控制系统的分析与建模[J];微计算机信息;2009年06期
4 田玉伟;高谦;王辉;;具有时延和随机丢包过程的网络控制系统的分析与控制[J];鲁东大学学报(自然科学版);2009年01期
5 王秀红;杨振光;高谦;陈贵霞;;网络控制系统的分析与控制[J];控制工程;2011年02期
6 魏利胜;费敏锐;;分布式网络控制系统研究进展[J];工业仪表与自动化装置;2009年02期
7 高金凤;柯飂挺;;网络控制系统的鲁棒控制器设计研究[J];浙江理工大学学报;2006年04期
8 尚婕;谢成祥;;网络控制系统的自适应预测控制[J];电气自动化;2011年02期
9 王志文;骆东松;;一类时延网络控制系统的增广状态极点配置[J];兰州理工大学学报;2009年05期
10 刘明;张庆灵;邱占芝;;有时延和数据包丢失的网络控制系统反馈控制[J];系统工程与电子技术;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱其新;胡寿松;刘亚;;多输入多输出网络控制系统的时延分析与建模[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
2 刘艺;孙鹤旭;雷兆明;张健;;具有时延和丢包的无线网络控制系统的设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 刘文斌;赖旭芝;吴敏;;基于时延在线检测的工业无线网络控制系统状态模糊估计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 梁涛;刘国利;孙鹤旭;雷兆明;;离散条件下网络控制系统中状态预估控制器的设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 华长春;楚艳钢;关新平;;基于主动丢包的无线网络控制系统反馈控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
6 周德俭;刘电霆;;一种单边网络控制系统的Smith补偿切换控制[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
7 邱占芝;张庆灵;;有数据包丢失的网络控制系统的建模与稳定性分析[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
8 郭一楠;张建化;巩敦卫;;连续线性时不变系统的网络滑模控制[A];2005全国自动化新技术学术交流会论文集(三)[C];2005年
9 蒋红霞;徐凤霞;陆仲达;张金龙;;一种基于优先级表的网络控制系统混合调度算法研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 刘怀;黄建新;曹弋;;基于令牌总线的网络控制系统中信息的优化调度[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 邹宏;韩中庚建模赛场建奇功[N];解放军报;2004年
2 陈先龙;Synchro plus SimTraffic 专注城市交通网络建模[N];中国交通报;2004年
3 本报记者 潘永花;UML已几近完美[N];网络世界;2004年
4 本报记者 朱栋材;扶残助残 弘扬人道[N];华夏时报;2001年
5 新野县一高中 乔平;幂函数建模应用两例[N];学知报;2011年
6 沈默;深圳将建模具产业集聚基地[N];中国工业报;2004年
7 本报记者 柴雅晶;速度奇迹与销售“神话”[N];黑龙江日报;2004年
8 对外经济贸易大学信息学院 曹景广;用UML实现ERP系统建模(六)[N];国际商报;2002年
9 瑞莉编译;BPM在技术和业务间搭起桥梁[N];计算机世界;2004年
10 本报记者 马波;争分夺秒建模型[N];科技日报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李金娜;网络控制系统的建模、控制与优化[D];东北大学;2009年
2 樊卫华;网络控制系统的建模与控制[D];南京理工大学;2004年
3 马卫国;具有时延和丢包的鲁棒网络控制系统研究[D];大连理工大学;2008年
4 张捷;网络控制系统的故障检测与诊断技术[D];南京理工大学;2010年
5 刘艺;网络控制系统的脉冲建模与预测控制[D];河北工业大学;2011年
6 吕明;网络控制系统的故障检测与诊断[D];南京理工大学;2007年
7 谢成祥;网络控制系统的分析与控制研究[D];南京理工大学;2009年
8 朱其新;网络控制系统的建模、分析与控制[D];南京航空航天大学;2003年
9 李海涛;基于信息完整性尺度的网络控制系统最优控制研究[D];中国海洋大学;2009年
10 王艳;网络控制系统的控制与调度研究[D];南京理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭佳;基于模型的网络控制系统的分析和研究[D];中南大学;2008年
2 高媛;网络控制系统的分析建模与仿真研究[D];华北电力大学(河北);2009年
3 范更孟;基于预测控制的网络控制系统时延补偿方法研究[D];南京理工大学;2005年
4 肖元;一类具有时延和数据包丢失的网络非线性控制系统的建模及稳定性分析[D];广东工业大学;2011年
5 高谦;具有时延和丢包的网络控制系统的分析与控制[D];鲁东大学;2008年
6 翟丽荣;网络控制系统的故障检测的研究[D];东北大学;2005年
7 高利芬;网络控制系统稳定性分析[D];青岛大学;2008年
8 江卷;长时延网络控制系统的镇定与保成本控制[D];华东交通大学;2009年
9 温娉;网络控制系统的自适应控制研究[D];江苏科技大学;2010年
10 尚美杰;网络控制系统执行器故障容错控制研究[D];燕山大学;2010年
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