网络化系统中采样周期问题的研究
[Abstract]:The networked control system (networked control system,NCS) is a complex system that integrates the communication network and the control system. By means of the communication network, it connects sensors, controllers and actuators distributed in different geographical locations. A fully distributed real-time feedback closed-loop control system is formed. In NCS, the selection of sampling period determines the frequency of network information exchange. The smaller the sampling period, the faster the rate of data transmission, the more feedback the controller gets, and the better the quality of (Quality of Performance,Qo P is. However, too fast data transmission will make the network have higher throughput, lead to network congestion, increase the network load and delay, make the network quality of service (Quality of Service,Qo S) worse; On the contrary, the sampling period is too long, although it can improve the Qo, but it can not guarantee the transmission of real-time data, it will reduce the Qo of NCS. Therefore, the sampling period is the link between Qo P and Qo S of NCS. In order to improve the performance of NCS, we must select the appropriate sampling period. In this paper, we mainly do the following work in order to solve the problems related to the sampling period in NCS: first, from the point of view of steady sampling period, The research progress and achievements of sampling period in NCS in recent years and the scheduling methods of sampling period in NCS are summarized in three aspects: time-varying sampling period and multi-rate sampling. Secondly, the composition and main factors of delay in NCS are analyzed. The time-dependent stability of NCS based on continuous model and discrete model is analyzed by using Lyapunov theory and LMI, respectively, and an example of MATLAB is used to verify the stability of the delay-dependent stability. Thirdly, the quadratic performance function of continuous system is discretized without considering the delay, and the discrete quadratic performance function without delay is obtained. On this basis, the quadratic performance index function with single sampling rate and multi-rate delay for the same controlled object is derived in detail, and the direct relationship between the weight matrix in each index function and the weight matrix in the continuous quadratic form is obtained. Finally, according to the augmented state space description model of NCS with delay, using the delay-dependent stability theorem in Chapter 2, the delay of the system is assumed to be the maximum allowable delay, and the extremum of the quadratic optimization function in Chapter 3 is solved. The optimal solution of sampling period is obtained by combining empirical formula and stability condition.
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP273
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,本文编号:2402159
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