网络控制系统的输出反馈控制纪雯.pptx

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1、会计学1网络控制系统的输出反馈网络控制系统的输出反馈(fnku)控制控制 纪纪雯雯第一页，共31页。2网络控制系统的结构网络控制系统的结构网络控制系统的结构网络控制系统的结构(jigu)(jigu)与特点与特点与特点与特点执行器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页第二页，共31页。3网络控制系统的基本网络控制系统的基本网络控制系统的基本网络控制系统的基本(jbn)(jbn)(jbn)(jbn)问题问题问题问题 节点驱动方式节点驱动方式 网络诱导

2、时延网络诱导时延 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(dis)(dis)时钟同步时钟同步 如何如何如何如何(rh)(rh)(rh)(rh)补偿？补偿？补偿？补偿？第3页/共31页第三页，共31页。4输出反馈输出反馈输出反馈输出反馈(fnku)(fnku)(fnku)(fnku)控制器的设计控制器的设计控制器的设计控制器的设计前向前向设计静态输出反馈控制器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设计动态输出反馈控制器第4页/共31页第四页

3、，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(shch)反馈控制第5页/共31页第五页，共31页。6基于时延切换基于时延切换(qi hun)(qi hun)的的NCSNCS静态输出反馈控制静态输出反馈控制图1 零阶保持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页第六页，共31页。7被控被控(bi kn)(bi kn)对象：对象：化简得：基于

4、时延切换基于时延切换(qi hun)(qi hun)的的NCSNCS静态输出反馈控制静态输出反馈控制引入函数(hnsh)：第7页/共31页第七页，共31页。8则闭环系统(xtng)为：定理(dngl)1：基于时延切换的基于时延切换的NCSNCS静态输出静态输出(shch)(shch)反馈控制反馈控制静态输出反馈控制器：第8页/共31页第八页，共31页。9仿真(fn zhn)算例:图2 状态(zhungti)轨线图基于时延切换基于时延切换(qi hun)(qi hun)的的NCSNCS静态输出反馈控制静态输出反馈控制第9页/共31页第九页，共31页。10 绪论1 基于时延切换的 NCS静态输出反

5、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(fnku)控制第10页/共31页第十页，共31页。11基于(jy)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页第十一页，共31页。12基于(jy)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页第十二页，共31页。13基于基于(jy)(jy)观测器的观测器的NCSNCS输出反馈控制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

6、道都有数据包丢失闭环控制系统模型：（8）第13页/共31页第十三页，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。基于基于(jy)(jy)观测器的观测器的NCSNCS输出反馈控制输出反馈控制第14页/共31页第十四页，共31页。15定理定理(d(dnglngl)2)2:基于观测器的基于观测器的NCSNCS输出反馈输出反馈(fnku)(fnku)控制控制定义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页第十五页，共31页。16

7、求解求解(qi(qi ji):ji):仿真(fn zhn)算例：基于观测器的基于观测器的NCSNCS输出输出(shch)(shch)反馈控制反馈控制第16页/共31页第十六页，共31页。17特征值：特征值：0.33330.3333，1.00001.0000，2.66732.6673和和0.33270.3327，选取选取(xunq)(xunq)：基于基于(jy)(jy)观测器的观测器的NCSNCS输出反馈控制输出反馈控制第17页/共31页第十七页，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基于观测器的NCSNCS输出反馈输出反馈(fnku)

8、(fnku)控制控制第18页/共31页第十八页，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(su j)时延和丢包的NCS动态输出反馈控制第19页/共31页第十九页，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图6 6随机时延和丢包的NCS动态输出(shch)反馈控制第20页/共31页第二十页，共31页。21被控(bi kn)对象：测量(cling)方程：控制器：随机(su j)时延和丢包的NCS动态输出反馈控制闭环系统：第21页/共31页第二十一页，共31页。2

9、2定义(dngy)3：引理1：随机时延和丢包的NCS动态输出反馈(fnku)控制第22页/共31页第二十二页，共31页。23定理(dngl)3：随机时延和丢包的NCS动态(dngti)输出反馈控制第23页/共31页第二十三页，共31页。24定理定理(dn(dngl)gl)4 4：随机时延和丢包的NCS动态输出反馈(fnku)控制问题(wnt)第24页/共31页第二十四页，共31页。25仿真仿真(fn(fn zhn)zhn)算算例例:最优解：控制器参数(cnsh)：随机时延和丢包的NCS动态输出(shch)反馈控制第25页/共31页第二十五页，共31页。26改进(gijn)前：改进(gijn)后

10、：图7 状态(zhungti)轨线仿真结果:随机时延和丢包的NCS动态输出反馈控制第26页/共31页第二十六页，共31页。27改进(gijn)前：改进(gijn)后：仿真(fn zhn)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页第二十七页，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结论结论(jiln)(jiln)与展望与展望第28页/共31页第二十八页，共31页。29结论结论(jiln)(jiln)与展望与展望 1、前向通道存在(cnzi)时延和丢包2、前向和反向通道存在(cnzi)时延和丢包3、前向和反向通道存在(cnzi)随机时延和丢包结论(jiln)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页第二十九页，共31页。30谢谢(xi xie)第30页/共31页第三十页，共31页。31感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第31页/共31页第三十一页，共31页。