分布式网络控制系统研究进展

传感器、执行器以及控制器通过共享网络构成的分布式闭环反馈控制系统称为网络控制系统（NCSs）。该文在对网络控制系统进行介绍的基础上,分析了NCSs优缺点以及面临的问题,从建模与控制策略、网络调度算法以及仿真平台构建等不同的角度对网络控制系统的研究进展做了较为详细的综述,并指出NCSs研究中尚待解决的问题,为进一步研究和探索提供参考。     

长时延网络控制系统的研究方法与展望

随着网络控制系统的发展。网络时延逐渐成为研究的热点问题。目前对于网络控制系统的研究主要集中在短时延网络控制系统,而对于长时延络控制系统的研究较少。本文主要从不同方面论述了具有长时延网络控制系统的现有研究方法。并对此问题的其他研究方法进行了展望。     

网络控制系统调度问题的研究与进展

网络控制系统的优化调度是保证网络服务质量(Q(P)的重要手段.在综合了国内外网络调度问题研究方法的基础上,将网络调度方法分类为协议层调度,应用层调度,协同调度和反馈调度四个方面,定义了每类方法的研究内容,详细介绍了每类方法的研究现状和特点,并提出了网络控制系统调度问题研究的发展方向.     

网络控制系统的研究现状综述

文中首先介绍了网络控制系统,并对它的优缺点做了分析,然后从建模、时滞、稳定性、扰动及网络预测器、减少网络控制系统上的通信量、控制器设计及调度、性能评估等方面对网络控制系统的研究现状做了比较详细的综述.     

网络控制系统研究

随着近几年来对网络控制系统的研究的不断发展,网络所带来的不确定性问题给网络控制系统的设计与分析带来了诸多困难与挑战。在此背景下,首先对网络控制系统的基本建模方法以及控制策略进行了总结,然后对网络控制系统的实际应用以及未来的发展前景进行了分析,希望能给未来网络控制系统领域的研究提供一定的参考。     

网络控制系统中信息调度的研究进展

由于网络带宽的限制以及控制系统的时限要求，网络控制系统的性能不仅取决于控制算法的设计，而且取决于网络信息的调度，以实现各个网络节点资源分配。文中综述了网络控制系统中信息调度的研究进展，主要内容：首先比较了单处理器的任务调度与网络控制系统的信息调度；介绍了单处理器的RM和EDF两种实时调度算法以及多处理器的调度算法；讨论了调度的单独设计和调度与控制的共同设计；最后探讨了若干待解决的问题及发展趋势。     

核电厂网络化控制系统展望

控制系统作为整个电厂的中枢神经,深受网络通信技术发展的影响.目前,其已经从模拟技术逐步发展为数字技术(DCS、FCS系统).但随着核电厂对大数据、人工智能、云计算技术等前沿技术的需求日益强烈,现有的控制系统架构难以满足大数据量通信、确定性通信、海量数据采集的要求.因此,根据最新信息技术及网络技术的发展并以核电厂特殊需求...     

基于时间窗口的网络控制系统调度算法

由于网络控制系统中各个控制设备共享物理传输介质,造成了控制设备争用总线的问题,从而引起了控制数据传输的延时,而反馈控制系统的稳定性能由环延时决定,需要研究一种调度算法对网络中消息的传输进行调度,使消息可以满足其实时性要求。该调度算法从控制系统稳定性能角度出发,利用控制环的最大允许环延时确定控制环的采样周期,同时基于时间窗口得出控制环中各个节点的起始传输时刻,最终确定了系统静态调度表的结构。最后分析了该调度算法在CAN总线应用中需解决的问题以及未来的研究工作。     

基于单机容错服务器的控制系统网络架构设计

针对目前企业控制系统网络架构中存在的控制站通讯接口负荷大、易造成数据拥堵及双机热备冗余服务器有出现冗余故障的隐患等问题,设计了基于单机容错服务器技术的组合式控制系统网络架构。实践表明,基于单机容错服务器技术的组合式控制系统网络架构运行稳定可靠,具有一定的推广价值。     

基于遗传算法的网络控制系统调度优化研究

网络控制系统NCS(Networked Control system)是基于网络的分布式控制系统,具有强实时性。结合控制网络的实时调度与系统控制性能,应用单调速率RM(Rate Monotonic)方法对一组周期性的网络控制传输任务进行调度,采用遗传算法实现NCS的调度优化,同时满足了网络传输的优化调度与控制系统传输误差最小化的要求,提高了网络控制系统的性能,最后给出了优化实例。     

Two-layer networked learning control using self-learning fuzzy control algorithms

Since the existing single-layer networked control systems have some inherent limitations and cannot effectively handle the problems associated with unreliable networks, a novel two-layer networked learning control system （NLCS） is proposed in this paper. Its lower layer has a number of local controllers that are operated independently, and its upper layer has a learning agent that communicates with the independent local controllers in the lower layer. To implement such a system, a packet-discard strategy is firstly developed to deal with network-induced delay and data packet loss. A cubic spline interpolator is then employed to compensate the lost data. Finally, the output of the learning agent based on a novel radial basis function neural network （RBFNN） is used to update the parameters of fuzzy controllers. A nonlinear heating, ventilation and air-conditioning （HVAC） system is used to demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed system.     

Static-dynamic hybrid communication scheduling and control co-design for networked control systems

In this paper, the static-dynamic hybrid communication scheduling and control co-design is proposed for the networked control systems (NCSs) to solve the capacity limitation of the wireless communication network. The analytical most regular binary sequences (MRBSs) are used as the communication scheduling function for NCSs. When the communication conflicts yielded in the binary sequence MRBSs, a dynamic scheduling strategy is proposed to on-line reallocate the medium access status for each plant. Under such static-dynamic hybrid scheduling policy, plants in NCSs are described as the non-uniform sampled-control systems, whose controller have a group of controller gains and switch according to the sampling interval yielded by the binary sequence. A useful communication scheduling and control co-design framework is proposed for the NCSs to simultaneously decide the controller gains and the parameters used to generate the communication sequences MRBS. Numerical example and realistic example are respectively given to demonstrate the effectiveness of the proposed co-design method.     

Quantized stabilization of wireless networked control systems with packet losses

This paper considers stabilization of discrete-time linear systems, where wireless networks exist for transmitting the sensor and controller information. Based on Markov jump systems, we show that the coarsest quantizer that stabilizes the WNCS is logarithmic in the sense of mean square quadratic stability and the stabilization of this system can be transformed into the robust stabilization of an equivalent uncertain system. Moreover, a method of optimal quantizer/controller design in terms of linear matrix inequality is presented. Finally, a numerical example is provided to illustrate the effectiveness of the developed theoretical results.     

网络化控制系统的协同设计与形式化建模

为满足网络化控制系统的综合性能要求,实现其设计过程的形式化和规范化,针对其设计过程进行了形式化建模。给出了网络化控制系统中网络、控制、结构实体三个子模型的定义,分析了三者的构成要素以及相互之间的映射关系;进而提出了基于网络服务质量和控制性能质量的协同设计框架,并利用统一建模语言进行网络化控制系统的结构实体子模型设计,分析了网络化控制系统建模中类的概念和构造,针对类的属性和方法进行了扩展,归纳了建模过程的一般性步骤。最后以一台网络化三轴数控钻床的设计过程为例,实现并验证了所提出协同设计框架与形式化建模过程的可行性。     

基于隐马尔可夫的网络控制系统稳定性分析

讨论了一类具有随机通信时延的网络控制系统的建模及稳定性分析,其中网络诱导时延受控于一概率分布未知的马尔可夫链,其概率分布可通过Baum-Welch算法计算.基于隐马尔町夫模型理论,将采用状态反馈的闭环网络控制系统建模成跳变线性系统,给出了这类网络控制系统随机稳定的允分条件,并将状态反馈控制器的求解问题转化为线性矩阵不等式的解的问题.最后,通过一个仿真算例说明了上述判定系统稳定性条件的有效性.     

网络控制系统传输模型和服务质量的研究与仿真

在网络控制系统中,传输网络的服务质量对整个控制系统的稳定和性能的提高至关重要。总结了当前普通网络中的服务质量技术特性,详细地研究了网络的传输协议、传输模型及传输处理过程,并对服务质量的影响进行了仿真,给出了结论。