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1. 研究目的与意义
随着人类社会的不断发展,科学技术的不断进步,网络控制系统也随着控制技术、计算机技术等不断发展起来。网络控制系统是通过控制网络实现闭环控制回路的反馈控制系统,它不仅延长了控制距离而且增强了控制方式的灵活性,同时可靠性高且易于扩展和维护。但是,由于通信网络的介入,网络控制系统的鲁棒和可靠控制问题也不断涌现出来,尤其是信号时延、数据包丢失等问题的出现让人们不得不对其进行研究和控制,从而使系统更加稳定,这也正是研究的目的所在。
网络控制系统的意义在于它具有很强的现实意义,同时它被广泛应用于机器人远程控制、汽车制造业、航天航空等众多领域,它的系统连线少,可靠性高,灵活性好并能通过网络实现资源共享。另外,它还能使用无线网络技术来控制系统的无线网络控制,这和传统的控制系统相比也有很大的优越性和实际意义。
2. 国内外研究现状分析
网络控制系统一直是国际学术界研究的热点之一,同时它也引起了国内外的广泛关注,很多国内外的研究者从不同方面对其进行了深入的研究。网络控制系统的研究最早开始于上个世纪九十年代,Ray A. 等人在研究集成通信控制系统时提出了网络控制系统的初步概念,在之后的几十年中,网络控制系统受到越来越多学者的关注,到目前为止,网络控制系统的发展经历了四代历史阶段,第一代典型产品是由美国霍尼威尔公司推出的TDC2000,第二代典型产品有Honeywell公司的TDC3000,第三代典型产品是由美国Foxboro公司在1987年推出的I/AS系统,是一种开放系统,克服了自动化孤岛等困难,第四代典型产品有日本横河公司的CENTUM-CS和美国Honeywell公司的TPS控制系统等,实现了管控一体化和资源共享。另外,虽然网络控制系统的研究在国内起步较晚,但很多学者也已经对其有了很深入的研究,如:南航的胡寿松、朱其新分析了长时滞网络控制系统的随机稳定性和状态反馈控制,提出了离散随机模型的统一的建模方法;清华大学的顾红军分析了周期性通信的实时性,为网络控制系统的设计提供了理论依据等等。由此可以看出,目前网络控制系统的研究在国内外都已经取得了一定的成果。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:选择合适的系统模型,利用李雅普诺夫泛函法和线性矩阵不等式给出系统的稳定性判据、系统的鲁棒镇定和h无穷性能分析问题,并利用lmi工具箱给出结果,用simulink给出系统的状态响应图。
研究计划:
第一阶段:(1~3周) 审题,查阅相关资料选择合适的系统模型
4. 研究创新点
网络控制系统利用网络作为被控对象,是结合计算机、通信、网络与控制等技术的高级控制形式,它具有系统连线少、可靠性高、结构灵活、易于系统扩展和维护以及能够实现信息资源共享等优点,它与传统的控制系统相比,实现了资源共享并使各种远程操作和控制成为可能,减少了系统的连接,降低了成本,使系统容易诊断维护,增加了系统的灵活性和可靠性。
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