1。2。1 网络服务质量研究现状 2

1。2。2 网络控制性能研究现状 3

1。2。3 事件驱动方面研究现状 5

1。2。4 状态估计方面研究现状 6

1。3 本文主要内容 7

第二章 基于事件驱动的网络控制系统稳定性分析 8

2。1 问题描述 8

2。2 主要结论 11

2。3 仿真实例 14

2。4 本章小结 20

第三章 基于事件驱动的 H滤波器设计 21

3。1 问题描述 21

3。2 仿真实例 26

3。3 本章小结 28

结论 29

致谢 30

参考文献 31

附录 34

程序一 34

程序二 38

第一章 绪论

1。1 研究的背景和意义

随着信息时代的到来，网络和通信技术也迅速发展起来，并且渗透到我们的生活 和工作中来，对工业生产的信息化和自动化的发展也有着重要的影响。如今，控制领 域的一个热点研究内容就是优于传统控制方式的与网络紧密相关的网络控制系统（Networked Control System, NCS）。将网络引入控制系统进行信息传输使得 NCS 与 传统的点对点控制系统相比，布线简单，灵活性高，在安装和维护方面更加方便，同 时能够降低系统成本，实现资源共享和远程操作等，突破了许多传统控制系统的限制 性。因此，网络控制系统目前已经应用于远程医疗，工业机器人的控制，移动传感网 络，智能建筑，车船交通，飞行器制造，军事中轨迹跟踪，航空航天等国民经济和国 防建设等方面。论文网

经由实时网络建立传感器与控制器，控制器与执行器间的数据传输通道，并且能 控制被控对象实现相应功能的闭环控制系统即为网络控制系统。由于网络的不确定性 和自身带宽有限以及通信机制和协议的限制，在信息传输的过程中往往会出现网络传 输延时，数据包丢失，时序错乱和其他一些影响系统性能的问题。随着控制系统规模 的扩大，越来越多的节点共享网络资源，使得通信资源受限的情况日益加重。另外， 目前许多网络控制系统中测量信号的采样和传输以及控制器与执行器的更新都是按 照固定的周期进行的，即时间触发方式。该方法通常会发送一些冗余的信号，增加了 网络负载，加剧网路延时和数据丢包等问题使得操作端和远端控制器不同步导致系统 性能下降甚至会使系统不稳定。文献综述

由于通信带宽的限制，网络控制系统在保持控制系统的稳定性和必要的动态性能 之间很难权衡。为改善时间驱动控制策略在网络数据传输过程中存在的不足，有学者 提出基于事件触发机制的控制方法。事件驱动控制的核心就是按需执行，当预设的事 件触发条件满足的时候就执行控制任务，如果不满足就不执行，同时要保证控制系统 具有一定的性能。事件触发控制策略原理如下图 1-1 所示。采用事件驱动可以有效的 减少传输次数降低能耗和网络负载，降低对网络带宽的要求，从而减少网络延时和数 据包丢失。然而由于事件触发机制在数学分析和系统构造上都更加复杂，因此针对事 件驱动方面的网络控制系统的研究还比较少。另外，如文献[1]所述，采用事件驱动需要硬件检测装置来产生硬件中断才能释放控制信号，但是在实际工业生产中，一些 系统是无法合理的添加用于检测的硬件装置。针对这一问题，有学者提出自触发控制 策略。就是系统的控制律和采样会在满足事件触发条件的情况下，在下一次采样之前 完成自动更新。但是相对比事件触发可能会影响系统的鲁棒性而且计算量更大。不能图 1-1 事件触发控制策略原理图