[00955087]网络化控制系统的分析与综合

网络化系统具有信息共享、低成本、易于扩展和维护、高灵活性等优点，已在汽车工业、智能楼宇、无人驾驶航天机和远程手术等领域取得了成功的应用。然而，通信网络的引入使得信息传输模式发生了根本变化，不可避免地给控制系统的分析和设计带来了新的挑战，如网络诱导时延、数据包丢失和通信受限等，它们都对网络化系统的性能产生负面影响。网络化控制系统的分析与综合已成为国际控制界的热点研究课题之一，虽然已有不少研究成果报道，但仍有很多关键问题尚未解决。特别地，如何降低设计结果的保守性，建立时延和丢包过程特征参数与系统性能参数之间的定量关系，如何在通信受限情况下进行控制与调度的协同设计，都尚未得到很好的解决。该项目主要采用切换系统、随机系统理论、时滞系统理论以及模型预测控制方法系统地提出了网络化系统的建模、分析和综合方法，并设计了远程实验室系统。该项目的研究内容主要包括：1.提出了具有丢包的网络化系统建模、分析和综合方法，建立了丢包率、连续丢包数等丢包过程特征参数与系统性能之间的定量关系，利用所建立的关系可进行主动丢包管理，满足快速采样网络控制系统的可调度性。2.提出了具有时延的网络化系统建模、分析和综合方法，建立了最大允许时延界、时延变化率等时延特征参数与系统性能之间的关系。3.建立了丢包影响下网络化控制系统的采样周期与系统性能之间的定量关系，为采样周期调度提供了理论依据。4.提出了具有通信受限网络化系统稳定化控制器、最优估计器与调度策略的协同设计方法，实现了网络化系统整体性能的最优化。5.提出了基于网络服务质量的控制与调度协同设计方法，并设计了远程实验室系统。