开题报告-非线性时延网络控制系统的镇定与仿真.docx

江苏科技大学毕业设计（论文）开题报告概述表学生姓名班级学号1245533231指导教师毕业设计(论文)题目非线性时延网络控制系统的镇定与仿真选题的目的和意义21世纪以来，控制系统的规模日益扩大，复杂程度不断提高，系统的设备功能也在不断增强，传统的点对点直接连接控制的方式已经无法满足系统功能不断增长的需求。随着电子技术和计算机技术的不断进步和发展，系统设备、仪器的多元化、复杂化，网络通信能力飞速提高，共享资源的不断丰富，越来越多的网络通信方式被应用到自动化和控制领域中，随之出现了网络控制系统(Networked Control systems，简称为NCS)。网络控制系统实际上是指借助于通信网络构成环路的闭环反馈控制系统，通信网络是系统的一部分，作为系统中传感器、控制器和执行机构的信息传递介质。与传统的点对点控制模式相比，网络控制系统具有接线少、资源共享、远程控制、具有高的诊断能力、能有效减少系统的重量和体积、易于扩展、增加了系统的互操作性、灵活性和可靠性等优点。网络控制在通过网络资源给控制系统带来各种优点的同时，也给系统和控制理论的研究带来了新的机遇和挑战。国内外研究现状及存在的问题随着现场总线控制技术、以太网技术的成熟和性能价格比的不断提高，网络控制系统以其资源共享、系统分布控制、硬件连线较少、造价低、维护方便等优势，迅速应用于电力、交通、机器人、航空航天等各种系统和远程控制领域。由于反馈控制回路中通信网络的存在，使得传统的控制理论必须重新评估后才能应用到网络控制系统中。传统控制理论的理想假设条件，如同步控制、信号传输无时延等，己不再适用于网络控制系统。在网络控制系统中，控制器和远地控制对象的传感器和执行器等设备间通过网络进行信息交换时，由于源自多个设备的信息流量变化不规则，信息多包传输、多路径传输、数据包碰撞、网络拥塞、数据包时序错乱、丢失、重传、网络连接中断等原因，导致信息传输延迟、信息丢失是不可避免的。时延和丢包成为了网络控制系统的分析与设计中是不可忽略的重要因素。Husein S等人研究了控制网络的典型结构，分析了各种拓扑结构的优缺点以及可靠性模型，研究了网络接口及信息的多样性对响应时间、容错等网络性能的影响。Otanez Pau等提出了将基于TCP/IP的Ethernet用于工业控制网络的构想，给出了将以太网成功应用于控制网络所需的必要条件。Gadi Kaplan总结了以太网用于控制优势并介绍了以太网应用于工业控制的实例。Ye Hong对基于无线局域网的网络控制系统进行了研究，基于IEEE802.11 b的定义和实时监控系统的要求，提出了一种新的用于实时无线控制网络的通信议，对系统的稳定性和调度算法进行了讨论，给出了仿真实验结果。王东青等人以网络控制系统为研究对象，针对系统的不确定时延特性，用BP网络建立了一个误差预测模型，并构造了一个广义预测控制算法。以太网、TCP/IP协议、无线通信协议等技术在网络通信领域已逐渐成熟并被广泛应用，这些技术如何改造才能更好的适用于控制领域，已成为网络控制系统的研究热点之一。主要研究内容针对一类时延非线性网络控制系统，考虑系统的镇定问题，设计状态反馈控制器，使得系统稳定。同时利用Matlab LMI和Matlab Simulink工具箱，通过实例给出系统的仿真结果和仿真图。研究方法、步骤和措施等首先掌握现代控制理论的基本内容：状态空间方法，连续状态空间表达式的离散化，稳定性与李雅普诺夫方法，状态反馈控制器的设计。 然后掌握具有短时延的网络控制系统的研究背景，基本原理。 再然后了解非线性网络控制系统的研究现状，存在的问题及难点，非线