多包傳輸網絡控制系統的自適應控制器設計
摘 要:由于網絡中數據包丟失的時變特性,網絡控制系統的建模和控制器設計變得更加復雜。針對多包傳輸網絡控制系統的包丟失問題,引入開關矩陣,利用容錯的思想建立了多包傳輸網絡控制系統的模型,更符合實際的包丟失特性。在此基礎上,利用狀態反饋自適應K調制的方法為該閉環網絡控制系統設計了一種新型自適應控制器,使網絡控制系統達到全局漸近穩定。與一般的控制器設計方法相比,該方法簡單,并且能夠根據包丟失的實時特性調整相應的控制器參數,從而提高要傳輸的信號的收斂速度,縮短穩定時間。較后仿真算例說明了該方法的有效性。
關 鍵 詞:網絡控制系統;包丟失;自適K應調制;控制器設計
引 言:在網絡控制系統中,由于傳感器、控制器以及執行器等節點間共享通信網絡,網絡控制系統中的傳輸信息沖撞、或傳輸路徑和通信協議的不可靠性等均能導致數據包的損壞、丟失。因此,研究具有數據包丟失的多包傳輸網絡控制系統的建模及控制器設計方法具有很大意義。文獻[12]分別將單包傳輸的網絡控制系統建模為混雜系統和切換系統,利用線性矩陣不等式方法設計了該閉環系統的控制器。文獻[34]則用相似的方法考慮了多包傳輸的情況。劉魯源等[5]針對多輸入多輸出網絡控制系統提出了一種新的穩定性分析方法。文獻[6]則設計模糊滑模控制器(FSMC)以及采用預估補償策略處理網絡中的時滯和數據包丟失。然而上述控制器都不能根據包丟失的實時情況做出相應的改變。本文針對多包傳輸網絡控制系統的包丟失問題,利用自適應調制的方法[78]設計了一種新型自適應控制器,能根據網絡控制系統的變化情況自適應地改變控制器增益,從而使該系統達到漸近穩定。
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