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网络控制系统采样数据控制问题研究文献综述

 2020-04-10 16:43:00  

自二十世纪八十年代以来,随着信息技术的飞速发展,产业结构的深刻变化,社会生产力的变革产生极大的变化,人们的生产、生活方式也随之发生了日新月异的变化。综合来说,智能化建筑是为了适应信息时代,信息技术的快速发展和人们对建筑物的高效化、多功能化的要求应运而生的。

智能建筑是指通过将建筑物的结构、系统、服务和管理四项基本要求以及它们之间的内在关系进行最优化综合,提供一个投资合理,具有高效、舒适、便利环境的建筑物。

智能建筑是现代建筑技术与现代通讯技术、计算机技术、控制技术相结合的产物,具有十分鲜明的信息社会的时代特征。自进入21世纪,智能建筑领域中的信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等,都有了更加深入的发展及广泛的应用。但智能化技术只是一种手段,就整体建筑物业产品的技术发展来说,可持续发展技术和”绿色建筑”才是21世纪智能建筑技术发展的长远方向。因此,新兴的环保生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学、新材料学等技术都会逐步渗透到建筑智能化多学科多技术领域中,实现人类聚居环境的可持续发展目标。

纵观智能建筑的发展史,我们可以看到智能建筑是由发展初期的独立系统向综合平台控制成功过渡,由单体走向建筑群数字街区,因此无线技术必然是智能建筑的未来发展趋势,从现场控制总线走向控制网络是必然的。而未来,”数字化地球”、”数字化城市”概念的到来,将引领着全球的智能建筑向更宽阔的领域发展。

网络控制系统( networked control systems,NCS)是将传感器、执行器和控制器等单元通过网络连接起来的分布式控制系统。换句话说,网络控制系统也就是将反馈控制回路通过网络进行闭环连接以实现控制的系统它是网络技术和工业控制相结合的产物,从产生之日起就引起了人们的广泛关注。

相对于比较传统的点对点控制系统,网络控制系统显现了一些不错的功能,例如可以实现资源共享、具有高的诊断能力、安装与维护简单及增加了系统的灵活性和可靠性。由于其具有上述优点,所以近几年来利用网络 作为媒介对工业控制系统进行控制的方法发展很快。

网络控制系统可以改善智能建筑内各系统异构网络环境的控制与联动结构,增强楼宇各实时监控计算机系统之间的互操作性与集成的相关信息,还可以使所有设备和安全监控信息进入各种计算机平台和桌面系统,大大改进对智能建筑内监控信息的利用和共享”群体环境”的综合数据,实现对智能建筑内机电设备与安全报警管理的远程控制监控和数据采集。

在本文中,所有设备(采样,数字控制器和持有者)分布,是由网络连接的,但由于有限的网络资源,延时造成的数据传输和/或丢包将不可避免地降低控制性能的存在,甚至导致控制系统不稳定。

NCS的稳定性问题是NCS研究中的基本问题,研究NCS控制系统的文献, 探讨的控制系统性能, 主要是指系统输出特性和系统的稳定性.虽然已经有了大量的研究,但这些研究都是针对状态可测的NCS,利用控制对象状态变量产生控制信号使被控对象稳定。笔者提出了一种通过输出反馈使NCS稳定的网络控制模型。该模型通过观测被控对象的输出变量,利用参考模型直接产生控制信号使得NCS稳定,而不必观测控制对象的状态变量。我主要研究的是采样的问题

在本文中,提出了模型与时间驱动的数字控制器和事件驱动的持有人设备的存在。配置显示该模型能兼容捕获许多网络诱导的特性,例如,报警,数据包丢失,短时延多包传输。酌脉冲系统的配方还提供了一种自然的方法来描述了所谓的”沟通序列”。此外,它允许时间驱动或事件驱动模式的设备进行不同的组合,包括取样器、控制器和持有者。它也能消除假设从传感器报警致动器是不到一个采样周期的。通过将时滞的离散时间子系统到它的连续时间子系统的采样系统, 通过使用新的摘要李雅普诺夫函数和一种特别放松的状态,那么保守时滞依赖稳定性的结果是获得了。这消除了在采样周期要强加的限制。线性矩阵不等式(LMI )的制定,然后提交一个采样数据控制设计过程的网络控制系统,使用MATLAB工具箱,这是可以解决的。最后,数值例子显示所提出的方法的有效性。

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