网络控制系统鲁棒控制器设计与滤波文献综述
2020-04-10 16:30:26
随着经济飞速发展和社会的不断进步,人们的工作方式和生活方式已经发生了深刻的变化。现代社会的家庭成员正在以追求家庭智能化与网络化带来的多元化信息和安全、舒适、便利的生活环境作为一个理想的目标。智能建筑也就在这种高新科学技术的支持下适应时代的潮流应运而生,开创了建筑史上的一个新纪元。
智能建筑是利用集成的方法,将智能计算机技术、通信技术、信息技术与建筑物有机地结合起来,通过对设备的自动监控,对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑物的优化组合,所获得的投资合理,适应信息社会知识经济发展的需要,并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活等特点。从智能建筑组成的内容来看,其一般具备下列功能和相应的子系统:
(1) 综合布线系统GCS:它是智能建筑的基础设施,是连接建筑物或建筑群内部的电话、电视、计算机、办公自动化设备、通信网络设备、各种测控设备以及信息家电等设备的纽带。
(2) 建筑设备管理系统BMS:监控大厦内机电设备的运行并使之达到最佳状态,确保建筑物内的舒适和安全的办公环境,实现节能和智能化管理的要求。包括建筑设备自动化子系统BAS、消防自动化子系统FAS、安防自动化子系统SAS三个子系统。
(3) 通信自动化系统CAS:包括电话通信系统、有线电视系统、广播音响系统、VSAT卫星通信系统待等,提供语音、数据、文字以及图像等信息服务。
(4) 办公室自动化系统OAS:为大厦内的用户提供管理信息网络,从而实现办公电子化和自动化,提高工作效率,增强信息处理能力。
(5) 计算机网络系统CNS:借助大厦内的计算机网络,包括LAN、WAN、连接主机、终端和PC机等,为数据处理、文字处理以及图像处理提供信息传递线路。
计算机控制技术是计算机技术与自动控制技术的结合,是构成智能大厦建筑设备自动化系统的关键技术。在建筑智能化领域中,数字计算机强大的计算能力、逻辑判断能力和大容量贮存信息的能力使得计算机控制技术能够解决常规控制技术解决不了的难题,能打到常规控制技术达不到的优异性能指标。与采用模拟调节器的自动调节系统相比,计算机控制能够实现先进的控制策略以保证高精度、高性能;控制灵活,能够在线修改控制方案;性能价格比高;便于实现控制与管理相结合,使自动化成都进一步提高。因此,大楼机电设备采用计算机控制以后才能真正提供一个安全、节能、高效而又便利的环境。
随着网络通信技术和计算机技术的高速发展,网络控制系统(NCS)应运而生。NCS以其资源共享、分布控制、智能维护等特点,充分体现了控制系统网络化、集成化、分布化及节点智能化的发展趋势。网络控制系统(NCS)是一个以互联网作为传输信号的媒介,把被控对象和控制器连成反馈的系统。而基于互联网的网络控制系统在具备以上突出优点的同时,依然有着很多问题。由于通信机制与通信协议的原因,以及网络的带宽有限且为系统中各节点所共享,当传感器、控制器和执行器通过网络交换数据时,往往出现数据多路径传输、多包传输、数据碰撞、网络拥塞、网络连接中断等现象,这使得网络控制系统不可避免地产生数据传输时延、数据包时序错乱、数据包丢失等问题
其中最核心的问题就是互联网的不确定时延问题,整个NCS极有可能因为网络的延时问题而使系统各项性能明显变差,甚至崩溃。即使系统依然保持稳定,其稳定区域也会显著减小。而由于网络上的情况复杂,网络延时通常也是不确定或随机的。虽然对固定延时系统有了非常深入的研究,并有一系列的方法来解决固定延时问题,但是这一类延时不确定的问题,却依然有待做更多的研究和实验。