网络控制系统中的时延分析

介绍了网络控制系统的概念,论述了网络控制系统中的基本问题并分析了网络控制系统中的网络诱导时延.     

网络控制系统中的时延分析

介绍了网络控制系统的概念,论述了网络控制系统中的基本问题并分析了网络控制系统中的网络诱导时延。     

网络控制系统传输时延分析与测试

为了了解时延的变化规律，尽可能减小时延对控制系统性能的影响，对不同协议下的传输时延进行了测试和分析，找出了影响时延大小的因素，并为网络控制系统传输协议的选择提供了参考意见。     

网络控制系统的时延和负载分析

针对运动体机械和大型制造装备多机电子系统协调运动控制所涉及的控制网络的特殊性,分别从控制和网络两方面给出了回路时延和网络时延的界定,并从目的、性质和获取方法等角度进行了比较．通过对网络时延的特性和评价指标的理论分析和数学描述,指出在系统运行过程中网络负载和负载波动是产生时延和时延抖动的直接原因,进一步讨论了控制网络中的负载构成和具体的估计方法．仿真结果验证了理论分析方法的有效性．     

基于时延的网络控制系统稳定性分析

在20世纪90年代网络控制系统问世了,它综合了计算机技术、通信技术和控制系统理论,是一个新生的控制发展理论课题,是现代工业生产发展的风向标,基于时延的网络控制系统稳定性的分析就显得至关重要。本文简单介绍了网络控制系统的定义和网络控制系统发展现状、存在的问题,研究了基于实验补偿和预测控制的网络控制系统,针对不同控制系统的时延进行了分析。     

网络控制系统中时延的稳定性分析

对时延网络控制系统的稳定性进行研究,针对系统时延中固定时延这种情形,通过对时延黄金分割以及引入改进自由权矩阵,基于李雅普诺夫稳定性理论,给出一种讨论时延网络控制系统稳定性的新方法。     

基于网络的控制系统的时延研究

对网络时延产生的原因、组成部分、影响时延的因素进行了分析,并编写特定测试软件对实际网络进行了时延测试,通过对测试数据的统计分析,总结出了网络传输时延的特点,为以后网络时延的研究应用打下了基础。     

EPA网络控制系统时延特性分析

EPA（Ethernet for Plant Automation）通过微网段划分和确定性调度策略解决了以太网的非确定性问题,实现了信息的实时传输。作为一种实时网络控制系统,网络时延特性是影响EPA控制性能的关键因素。在分析EPA信息结构和信息传输规律的基础上,研究了EPA微网段中信息传输网络时延的构成和各部分子时延的特性。通过分析确定性调度策略,对网络时延各部分中最重要的通信调度管理实体排队时延部分进行了重点研究,推导了周期报文和非周期报文排队时延的数学表达式,还建立了确定周期报文发送时间片和非周期报文发送时间片的数学模型。最后通过一个实例对相关分析进行了验证,找到了制约EPA网络时延特性的关键因素并提出了解决方案。     

具有大时延的网络控制系统的稳定性分析

针对一类具有随机大时延(大于一个采样周期)的网络控制系统，通过对系统的离散化，从理论上分析了系统的稳定性．利用分割的思想处理随机的网络时延，采用高线控制器设计与在线切换规律设计相结合的方法，给出了系统基于控制器切换技术的稳定的梯度算法．仿真算例说明了结论与算法的正确性．     

时延网络控制系统的研究综述

系统介绍了时延网络控制系统的研究现状，包括时延网络控制系统的基本分析和控制系统的建模，并描述了目前针对时延网络控制系统的控制补偿策略。在此基础上分析了时延网络控制系统尚待解决的问题和一些新的研究方向。     

Fault tolerant control for networked control systems with packet loss and time delay

In this paper, a fault tolerant control with the consideration of actuator fault for a networked control system (NCS) with packet loss is addressed. The NCS with data packet loss can be described as a switched system model. Packet loss dependent Lyapunov function is used and a fault tolerant controller is proposed respectively for arbitrary packet loss process and Markovian packet loss process. Considering a controlled plant with external energy-bounded disturbance, a robust H _∞ fault tolerant controller is designed for the NCS. These results are also expanded to the NCS with packet loss and networked-induced delay. Numerical examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed design method.     

具有数据包丢失及多包传输的网络控制系统稳定性

在分析网络数据包丢失和多包传输原因的基础上,研究存在数据包丢失和多包传输的网络控制系统稳定性问题.根据网络数据包丢失模型,提出了信号传输成功率应满足的系统指数稳定性条件,并依据具有事件概率限制的异步动态系统理论建立了多包传输网络控制系统模型,给出了判定系统指数稳定性的充分条件.仿真示例验证了上述判定系统稳定性条件的有效性.     

具有双边随机时延和丢包的网络控制系统有限时间控制

针对双边丢包和双边时延的网络化控制系统的有限时间控制问题,通过引入时间偏移量的方法,将丢包转换为时延,从而形成多时延系统,并将时间延迟转换为系统状态延迟。基于全概率公式给出已知网络丢包率下连续丢包的概率公式,用Markov链表征网络时延的变化规律。以线性矩阵不等式的形式给出改进的有限时间时延相关稳定性判据,并通过数值仿真验证所提方法的有效性。     

Self-organization of reconfigurable protocol stack for networked control systems

In networked control systems (NCS), the control performance depends on not only the control algorithm but also the communication protocol stack. The performance degradation introduced by the heterogeneous and dynamic communication environment has intensified the need for the reconfigurable protocol stack. In this paper, a novel architecture for the reconfigurable protocol stack is proposed, which is a unified specification of the protocol components and service interfaces supporting both static and dynamic reconfiguration for existing industrial communication standards. Within the architecture, a triple-level self-organization structure is designed to manage the dynamic reconfiguration procedure based on information exchanges inside and outside the protocol stack. Especially, the protocol stack can be self-adaptive to various environment and system requirements through the reconfiguration of working mode, routing and scheduling table. Finally, the study on the protocol of dynamic address management is conducted for the system of controller area network (CAN). The results show the efficiency of our self-organizing architecture for the implementation of a reconfigurable protocol stack.     

网络化控制系统两种时延预测算法及其比较

针对网络化控制系统（NCS）中的随机时变时延,提出了两种时延预测算法——自适应最小均方差（LMS）算法和在线最小二乘支持向量机（LS-SVM）算法,对其进行预测,并用实际测试得到的网络时延数据,对两种算法的时延预测效果进行了详细分析比较,指出了各自的特点和适用范围。     

有时延和丢包的网络控制系统的补偿策略

由于网络控制系统中网络诱导时延和数据包丢失等问题的存在,使得网络控制系统控制性能下降甚至导致系统地不稳定。同时在实际应用中,一些系统的状态是不可测量的。针对上述问题,设计了状态观测器,利用测量输出进行了状态重构,并利用状态观测器对丢包进行了补偿。最后应用指数稳定定理分析了整个系统的闭环稳定性,给出了状态控制率的求解方法,并对一直流电机进行了仿真,仿真实验结果表明,该方法能有效地补偿网络控制系统的性能,保证了在时延和有数据包丢失的情况下网络控制系统的稳定性。     

具有时延和数据包丢失的网络控制系统稳定性

针对单数据包传输情况,将同时存在网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统建模为具有事件约束的异步动态系统,依据Lyapunov稳定性原理,提出了同时存在网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统指数稳定的网络诱导时延条件和数据包丢失条件,对条件进行了实例仿真验证,仿真结果表明该条件是有效的.     

时延与丢包情形下的网络控制系统量化反馈镇定

网络控制系统是通过实时网络来形成闭环反馈的控制系统。网络的介入会带来许多不确定因素,包括网络诱导时延和数据包丢失以及量化误差,它们会影响系统的稳定性,严重时甚至会导致系统失稳。本文针对短时延网络控制系统,考虑传感器-控制器和控制器-执行器两个通道都存在数据包丢失,在传感器到控制器端设立量化器,将系统建模为一个异步动态系统,利用异步动态系统指数稳定性理论、线性矩阵不等式工具分析了闭环系统稳定性,并基于MATLAB软件的线性矩阵不等式(LMI)工具箱实验仿真进行有效性验证,结果证明了方案的可行性,最后给出控制器参数的设计方法。     

网络控制系统的时延预估器及稳定性分析

针对网络控制系统中网络延时对系统的影响,分析了两种网络延时的特点,建立了网络时延预估模型,重点对从控制器到执行器的网络延时的不确定性进行了预估分析,进而将不确定性延时的网络控制系统转换为确定时延时,并且通过分析系统的时滞离散方程的矩阵特征值的特性,给出了离散系统方程的稳定性条件。最后通过数值例子验证了该方法的有效性。