网络控制系统论文：不确定性时延网络控制系统的分析与建模研究
先进控制技术综述
先进控制技术综述1 引言在实际的工业控制过程中，很多系统具有高度的非线性、多变量耦合性、不确定性、信息不完全性和大滞后等特性。
对于这种系统很难获得精确的数学模型，并且常规的控制无法获得满意的控制效果。
面对这些复杂的工业控制产生了新的控制策略，即先进控制技术。
先进控制技术包括：自适应控制，预测控制，推理控制，鲁棒控制以及包括模糊控制与神经网络在内的智能控制方法。
本文详细介绍了自适应控制、预测控制以及这两种先进控制的应用领域和优缺点[1]。
2 自适应控制自适应控制的思想是对于系统中的不确定性，以及控制任务的艰巨性，对于部分未建模的动态特性、变化的被控对象和干扰信号，及时地测得它们的信息，并根据此信息按一定的设计方法，自动地做出控制决策、修改控制器结构和参数，使其控制信号能够适应对象和扰动的动态变化，在某种意义上达到控制效果最优或次优。
2．1 自适应控制介绍目前自适应控制的种类很多，从总体上可以分为三大类：自校正控制、模型参考自适应控制和其他类型的自适应控制。
自校正控制的主要问题是用递推辨识算法辨识系统参数，根据系统运行指标来确定调节器或控制器的参数。
其原理简单、容易实现，现已广泛地用在参数变化、有迟滞和时变过程特性，以及具有随机扰动的复杂系统。
自校正控制系统的一般结构图如图1所示。
自校正控制适用于离散随机控制系统[2]。
图1 自校正控制结构图模型参考自适应控制，利用可调系统的各种信息，度量或测出各种性能指标，把模型参考自适应控制与参考模型期望的性能指标相比较；用性能指标偏差通过非线性反馈的自适应机构产生自适应律来调节可调系统，以抵消可调系统因“不确定性”所造成的性能指标的偏差，最后达到使被控的可调系统获得较好的性能指标的目的。
模型参考自适应控制可以处理缓慢变化的不确定性对象的控制问题。
由于模型参考自适应控制可以不必经过系统辨识而度量性能指标，因而有可能获得快速跟踪控制。
模型参考自适应控制结构框图如图2所示，模型参考自适应控制一般用于确定性连续控制系统。
基于Markov延迟特性的闭环网络控制系统研究
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ａ ｋｏ ｌ ｙ Ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ Ｂａ ｅ ｓ ａ ｃ ｏ Ｍ ｒ ｖ Ｄｅ ａ ｈａ ａ ｔ ｒｓｉ － ｓ ｄ Ｃｌ ｓ ｄ Ｌｏ ｐ Ｎｅ ｗｏ ｋ ｎ ｒ ｌＳ ｓ ｅ ｏ ｅ ｏ ｔ ｒ Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ
Ｙ ￣Ｉ Ｕ ． Ｃ Ｅ Ｈ ｉ ｎ ａｄ Ｗ Ａ Ｇ Ｙ ｅ ａ Ｕ ｉ ｌ Ｘ１ Ｈ Ｎ ｕｔ ｇ ｎ ａ Ｎ ｕｊ ｎ ｕ
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传送 时要 分时 占用总 线 ， 网络的通 信 带宽有 限 ， 而 因 此 不可避免 地存 在着 信 息 的碰撞 、 发等 现象 ， 重 这就 使得 信息 在传 输过 程 中不 可 避 免地 存 在着 延 迟 ． 而 且 随着 通信 协议 和 网络 中负 载情 况 的变 化 ， 该延 迟
是随机时 变 的 ．
基 于 Ｍａｋ ｖ延 迟特 性 的 闭环 网络控 制 系统研 究 ｒｏ
于之训 陈辉 堂 王月娟
（ 济 大 学 电气 工 程 幕 ・ 海 ，００２ 同 上 ２０ ９ ）
摘要 ： 针对控铡 网络 中固有 的随机传输延迟 ， 出了一 种新颍 的控制模式 ， 现了对存在 多步 随机 传输延迟 的 提 实
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第 １ 卷第 ２期 ９ ２Ｏ 年 ４月 ０２
文 章 编 号 ：１６ ００—８５ （０￣ ０ —０６ —０ １２２ ０ ）２ ２３ ５
带有参数摄动的网络化控制系统非脆弱H
带有参数摄动的网络化控制系统非脆弱H¥控制潘鹏;姜顺;潘丰【摘要】This paper is concerned with non-fragile H¥ control for networked control systems with random parameter uncertainty of controller and transmission delay. The controller gain to be designed is allowed to have random gain variations. Based on Lyapunov stability theory and Linear Matrix Inequality(LMI)method, a sufficient condition for the existence of the non-fragile controller is derived, and the controller gain can be obtained by solving a convex optimization problem. The designed controller can guarantee the stability and the prescribedH¥ performance index in spite of the existence of the gain uncertainty and the network-induced delays. Finally, the numerical example is exploited to demonstrate the effec-tiveness of proposed approach.%针对带有时变传输时延的网络化系统中控制器参数存在随机摄动问题，设计了一种非脆弱H¥控制器。
基于PCF的突发实时访问控制协议
基于PCF的突发实时访问控制协议帅小应;钱焕延【摘要】为了提高大型无线局域网络控制系统中突发性实时数据的实时性,在IEEE 802.11介质访问控制( MAC)协议的基础上提出了一种改进的点协调功能(PCF),即突发点协调功能(BPCF).在无竞争周期中,依据数据的实时性将周期数据依次轮询传输；依据突发数据产生的时序采取两类不同的策略进行传输,降低了突发性数据的延时,保证了实时数据的延时有界；点协调器循环移动轮询列表中工作站的次序,增加了访问的公平性.分析与仿真表明,BPCF突发性实时数据的平均延时明显低于标准PCF.%To lower the access delay of the burst real-time data in the large wireless local area network (WLAN) control system, a modified point coordination function ( PCF) (also burst PCF, BPCF) is proposed based on the IEEE 802. 11 media access control ( MAC ) protocal. The periodic data in the contention free period are transmitted and polled by polling list according to their real-times. Two schemes are adopted to transmit the bursl real-time dala by their arrival times,the burst data access delay is reduced, and the bound of the real-time access delay is guaranteed. The point coordinator cyclically shifts the station order in the polling list to enhance the access fairness. Simulation and analysis show that the real-time data delay of BPCF is lower than that of the standard PCF burst.【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(036)002【总页数】6页(P266-271)【关键词】无线局域网络;实时访问;延时有界;突发点协调功能【作者】帅小应;钱焕延【作者单位】南京理工大学计算机科学与技术学院,江苏南京210094;池州学院计算机科学系,安徽池州247000;南京理工大学计算机科学与技术学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TP393在许多新构建的网络环境中，IEEE802.11无线局域网因具有部署灵活、传输带宽高及支持移动性等优点，成为首选的网络形式。
一种NPCCS的时延补偿与控制方法
一种NPCCS的时延补偿与控制方法蒋璐璐;杜锋;唐银清;崔亚妮;黎锦钰【摘要】针对网络时延的存在影响系统稳定性的问题,提出一种基于新型内模控制和Smith预估控制的NPCCS时延补偿与控制方法.以真实网络数据传输过程代替其间网络时延预估补偿模型,在满足被控对象预估模型等于其真实模型的情况下,可实现对网络时延的动态补偿与控制.仿真结果表明,系统具有良好的跟踪性能,较强的鲁棒性和抗干扰能力.【期刊名称】《海南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(036)004【总页数】7页(P317-323)【关键词】并联式串级控制系统;网络化并联式串级控制系统;网络时延;内模控制;Smith预估控制【作者】蒋璐璐;杜锋;唐银清;崔亚妮;黎锦钰【作者单位】海南大学信息科学技术学院,海南海口570228;海南大学信息科学技术学院,海南海口570228;海南大学信息科学技术学院,海南海口570228;海南大学信息科学技术学院,海南海口570228;海南大学信息科学技术学院,海南海口570228【正文语种】中文【中图分类】TP273.520世纪80年代末期以来，随着网络通信、计算机和控制技术的发展，越来越多的网络技术应用于控制系统中，将控制系统中的传感器、控制器和执行器之间的数据通过实时网络进行传输与交换，构成了基于网络的实时、闭环反馈控制系统，即网络化控制系统(Networked Control Systems，NCS)[1].与传统控制系统相比，NCS克服了传统控制系统布线复杂、灵活性差、难以实现信息资源共享等缺点[2].NCS现已广泛应用于复杂工业过程控制、电力系统、石油化工、国防军事、航空航天、环境监测等多个领域[3-5].但由于网络的存在，给系统带来了诸如网络诱导时延、数据丢包、乱序、数据量化、介质访问约束和通信信道带宽资源有限等问题[6-8]，使得NCS 丧失了定常性、完整性、因果性和确定性[9].网络时延的存在将降低系统控制性能质量，甚至引起系统不稳定[10] .传统控制理论难以直接用于NCS的分析与设计，网络的引入也为控制系统的分析与设计带来了新的机遇与挑战[11].并联式串级控制系统(Parallel Cascade Control Systems，PCCS)具有主和副2个闭环控制回路，但是副变量不作为主对象的输入，主和副被控对象是“并行的”[12].PCCS已广泛应用于工业过程控制，以改善控制系统的动态性能和抗干扰能力.PCCS由Luyben于1973年提出[13]，其系统结构虽然和串联式串级控制系统(Series Cascade Control Systems，SCCS)类似，但其构筑思想有很大差别，对于提高系统的控制品质有很大帮助.文献[12]通过对系统特征参数λ的定性与定量分析，讨论了主和副控制器可调参数在不同的取值域内控制器的设计形式；文献[14]提出主和副控制回路采用Smith预估器的PCCS；文献[15]副回路采用内模控制(IMC)，主回路采用Smith预估控制用于解决时滞问题，但难以实现跟踪与干扰抑制同时达到理想控制效果；文献[16]提出一种改进的PCCS结构，主回路采用Smith预估控制，参数整定采用幅频裕度方法其运算量较大；文献[17]讨论了PCCS的设计和在不同扰动下选择二次测量的方法；在此基础上，文献[18]提出一种在不同扰动下PCCS二次测量的选择方法；文献[19]针对常规时滞过程提出一种改进的PCCS，使主回路的跟踪特性和干扰抑制特性实现解耦.然而，上述文献所讨论的PCCS结构中，均不存在实时通信网络用于数据传输.将实时通信网络插入到并联式串级控制系统的主和副闭环控制回路中，构成网络化并联式串级控制系统(Networked Parallel Cascade Control Systems，NPCCS).NPCCS可以实现远程控制，资源共享，便于系统维护与故障诊断，同时具有PCCS克服干扰和提高主回路控制性能的优点.笔者在提出一种NPCCS基本结构的基础上，针对网络时延的存在影响系统稳定性的问题，提出一种基于新型IMC和Smith预估控制的NPCCS时延补偿与控制方法，从系统结构上实现免除对网络时延的测量、估计或辨识.控制器设计简单，参数调整方便.最后，通过仿真验证所提方法的有效性.1 问题描述1.1 PCCS典型结构 PCCS的操纵变量直接同时影响主和副2个被控制变量，主控制器使主被控变量跟踪系统设定值，保持系统良好跟踪性能；副控制器用来克服进入系统的干扰，其结构如图1所示.图1 PCCS典型结构1.2 一种NPCCS结构与存在的问题将实时通信网络插入PCCS的主和副闭环控制回路中，构成的NPCCS结构如图2所示.图2 NPCCS的典型结构从系统输入R(s)到主被控对象G1(s)的输出Y1(s)之间的闭环传递函数为(1)其中，C1(s)和C2(s)分别是主和副控制器，G1(s)和G2(s)分别是主和副被控对象，τ1和τ3分别是网络数据在主和副闭环控制回路的前向网络通路中传输时所经历的网络时延，τ2和τ4分别是网络数据在主和副闭环控制回路的反馈网络通路中传输时所经历的网络时延.网络时延补偿与控制的难点在于：1)目前建立不确定性网络时延的准确数学模型比较困难；2)要确保NPCCS中所有节点时钟信号完全同步不现实；3)发生由前一个节点向后一个节点传输数据过程中的网络时延，在前一个节点中无论采用何种方法，都不可能提前知道其准确值.由于系统的闭环传递函数式(1)的分母中包含了所有网络时延τ1和τ2，τ3和τ4的指数项exp(-τ1s)和exp(-τ2s)以及exp(-τ3s)和exp(-τ4s)，时延的存在恶化系统的控制性能质量，甚至导致系统失去稳定.因此，如何实现将影响系统稳定性的所有网络时延的指数项，从式(1)的分母中消除，提高系统稳定性，实现对网络时延的补偿与控制，成为需要解决的关键问题.1.3 基于新型IMC与Smith预估补偿与控制的NPCCS 针对本文提出的图2所示的NPCCS结构，采用单回路的新型IMC[20]和新型Smith预估补偿与控制[21]方法，用真实网络数据传输过程代替其间网络时延预估补偿模型.首先对副闭环控制回路采用新型Smith预估控制方法，把网络时延exp(-τ3s)和exp(-τ4s)移到副闭环控制回路外，其次把主和副回路看成一个整体，对其采用新型IMC方法，把NPCCS结构中的所有网络时延从闭环回路中移出.经过上述2个步骤，图2变成图3，构成一个基于新型IMC和Smith预估补偿与控制的NPCCS如图3所示.从系统输入R(s)到主被控对象G1(s)的输出Y1(s)之间的闭环传递函数为(2)其中，C1 IMC为内模控制器，G1m(s)和G2m(s)分别为主和副被控对象G1(s)和G2(s)的预估模型.从系统扰动d1(s)和d2(s)到主被控对象G1(s)的输出Y1(s)之间的闭环传递函数分别为(3)图3 基于新型IMC与Smith预估补偿与控制的NPCCS(4)系统的闭环特征方程为1+C2(s)G2m(s)+ C2(s)exp(-τ3s)[G2(s)-G2m(s)]exp(-τ4s)+C1 IMC(s)exp(-τ1s)C2(s)exp(-τ3s)[G1(s)-G1m(s)]exp(-τ2s)=0.(5)当主和副被控对象的预估模型等于其真实模型时，即当G1m(s)=G1(s)，G2m(s)=G2(s)时，式(2)可以进一步化简为(6)系统的闭环特征方程由式(5)变成1+C2(s)G2(s)=0.(7)由式(6)可知，NPCCS的主和副闭环控制回路中的反馈通路的网络时延τ2和τ4的指数项exp(-τ2s)和exp(-τ4s)，已从闭环传递函数的分子与分母中消除，进而无需对NPCCS的所有反馈网络通路的流量实施网络调度来降低网络时延τ2和τ4对系统稳定性的影响：一方面，可以比静态或动态调度更为有效地利用网络带宽资源；另一方面，可提高 NPCCS对所有反馈网络通路数据丢包的鲁棒性.即基于本文的网络时延补偿与控制方法，在实现对网络时延补偿的同时，也增强了系统对反馈网络通路数据丢包的鲁棒性.由式(7)可知，基于新型IMC与Smith预估补偿与控制的NPCCS，将所有网络时延的指数项exp(-τ1s)和exp(-τ2s)以及exp(-τ3s)和exp(-τ4s)从闭环系统的特征方程中消除，从而降低了网络时延对NPCCS稳定性的影响，提高了系统的控制性能质量.本文所提方法从系统结构上实现对网络时延的补偿与控制，与网络时延的大小及其变化规律无关，与具体网络通信协议的选择无关.由于采用真实的网络数据传输过程代替其间网络时延预估补偿模型，因而无论系统是否满足被控对象的预估模型等于其真实模型的条件，但可从系统结构上始终满足网络时延的预估补偿模型等于其真实模型，进而可免除对网络时延的在线测量、估计或辨识，降低对节点时钟信号同步的要求；避免时延预估模型不准确造成的估计误差；避免由于网络时延引起的“空采样”或“多采样”带来的补偿误差.C1 IMC(s)的设计：IMC的设计采用文献[20]中2步设计方法：GM-(s)为广义被控对象模型GM(s)的最小相位部分因子，对广义被控对象模型GM(s)设计H2最优前馈控制器C(s)，即Smith控制器C2(s)的设计：可根据副被控对象G2(s)的数学模型以及模型参数的变化，选择其控制策略；既可以选择智能控制策略，也可以选择常规控制策略.2 仿真研究采用TrueTime1.5仿真软件，建立基于新型IMC与Smith预估控制的NPCCS仿真平台，主和副控制回路共用有线网络CSMA/CD(Ethernet)，设丢包概率为0.2，数据传输速率为700 kb·s-1，最小帧长度为40 bits，仿真时间为10 s.主和副传感器采样周期为0.010 s，主控制器为内模控制器C1 MIC(s)，副控制器C2为P控制，比例增益为KP=0.001.输入信号为阶跃信号.为测试系统的抗干扰能力，仿真时间第5 s时，在副被控对象前加入幅值为0.3的阶跃干扰信号；仿真时间第6s时，在主被控对象前加入幅值为0.1的阶跃干扰信号.为便于比较相同网络环境下的控制效果，选择3个完全相同的副被控对象G2(s)=200exp(-0.4s)/(s+200)，其预估模型为G2m(s)=200exp(-0.4s)/(s+200)；选择3个完全相同的主被控对象G1(s)=100exp(-0.5s)/(s+100)，其预估模型为G1m(s)=100exp(-0.5s)/(s+100).3个NPCCS控制回路中：NPCCS1采用IMC+Smith+P控制其输出为y1；NPCCS2采用PI+P控制其输出为y2；NPCCS3采用IMC+Smith+P控制其输出为y3.为了测试与研究系统的鲁棒性，改变NPCCS3控制回路中的真实被控对象参数，使其与预估模型失配.把真实主和副被控对象分别改变为G1(s)=80exp(-0.6s)/(s+100)和G2(s)=160exp(-0.5s)/(s+200)，在仿真中主和副被控对象预估模型参数保持不变.本文中(8)采用Ⅰ型滤波器f=1/(λs+1)，选择滤波器参数λ=0.75.由上述可得内模控制器C1 IMC(s)为(9)系统输出的仿真结果如图4所示，网络时延如图5所示，网络传输数据丟包如图6所示.图4 主被控对象输出y1，y2和y32.01.51.00.500246810τ1/st/s2.01.51.00.500246810τ2/s t/s00a 从主控制器到副控制器的网络时延τ1b 从主传感器到主控制器的网络时延τ22.01.51.00.500246810τ3/st/s2.01.51.00.500246810τ4/st/s00c 从副控制器到执行器的网络时延τ3d 从副传感器到副控制器的网络时延τ4图5 网络时延0246810t/s丢包数/个64200246810t/s丢包数/个642000a 主控制器到副控制器数据丢包d1b 主传感器到主控制器数据丢包d2*******t/s丢包数/个64200246810t/s丢包数/个642000c 副控制器到执行器数据丢包d3d 副传感器到副控制器数据丢包d4图6 网络传输数据丟包从图4到图6中可以看出：1)主闭环控制回路网络时延τ1和τ2具有不确定性，τ1和τ2的最大时延为0.718 s和1.915 s，分别超过了71个和191个采样周期；网络数据丢包d1最大为6个，d2最大为3个.2)副闭环控制回路网络时延τ3和τ4也具有不确定性，τ3和τ4的最大时延为1.082 s和1.265 s，分别超过了108个和126个采样周期；网络数据丢包d3最大为3个，d4最大为4个.3)随着网络时延的增加，y2的超调量快速增大，其性能质量难以满足控制要求；而基于新型IMC与Smith预估补偿与控制的y1和y3表现出较好的跟踪性能和稳定性.当被控对象预估模型与其真实模型参数不完全匹配时，y1和y3具有较好的鲁棒性.4)在仿真时间第5 s时，在副被控对象前加入幅值为0.3的阶跃干扰信号；在仿真时间第6 s时，在主被控对象前加入幅值为0.1的阶跃干扰信号.y1和y3具有快速恢复能力，说明NPCCS1至NPCCS3都具有较强的抗内和外回路干扰能力，而y2的恢复能力较差.综上所述，在网络时延大于数个乃至数10个采样周期的情况下，基于新型IMC 与Smith预估补偿与控制的NPCCS，在跟踪性能与抗干扰性能以及鲁棒性能上均满足控制性能要求.3 小结提出了一种基于新型IMC与Smith预估补偿与控制的NPCCS.由于所提出的方法是一种基于系统结构的方法，其实施与网络通信协议的选择无关，既适用于有线网络，也适用于无线网络，降低了网络时延对系统稳定性的影响，设计方法简单，易于工程实现，具有较好的应用前景.【相关文献】[1] Ray A, Halevi Y. 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教育部、国务院学位委员会关于批准2012年全国优秀博士学位论文的决定
教育部、国务院学位委员会关于批准2012年全国优秀
博士学位论文的决定
文章属性
•【制定机关】教育部,国务院学位委员会
•【公布日期】2012.12.28
•【文号】教研[2012]1号
•【施行日期】2012.12.28
•【效力等级】部门规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】高等教育
正文
教育部、国务院学位委员会关于批准2012年全国优秀博士学
位论文的决定
（教研[2012]1号）
2012年全国优秀博士学位论文评选工作已经全部完成。
现批准《资本流动视角下外部不平衡的原因和治理研究》等90篇学位论文为全国优秀博士学位论文；《清末民初小说内外的女学生》等278篇学位论文为全国优秀博士学位论文提名论文。
评选全国优秀博士学位论文是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》，提高研究生培养质量，鼓励创新，促进高层次创新人才脱颖而出的重要措施。
各学位授予单位要通过优秀论文评选工作，在研究生中大力倡导科学严谨的学风和勇攀高峰的精神，鼓励研究生刻苦学习，勇于创新；要采取切实可行的措施，加强学科建设，完善质量保障和监督机制，全面提高我国研究生培养质量，为建设创新型国家做出新的贡献。
附件：1.2012年全国优秀博士学位论文名单（分单位）
2.2012年全国优秀博士学位论文提名论文名单（分单位）
教育部
国务院学位委员会
2012年12月28日附件1：
附件2：。
国家自然科学奖公示材料
在此基础上提出了若干新颖有效的控制器和滤波器的设计方法，完善了时延系统 的时 延相关稳定性和鲁棒控制理论体系。
项目的 8 篇代表性论文获得了国内外同行学者的广泛引用和高度评价，被他 引总计 1315 次，其中 SCI 他引 905 余次，并有 1 篇论文获得自动控制领域著名 期刊《Automatica》的高被引论文奖。
（2）巴西科学院和工程院院士、IEEE Fellow、鲁棒与非线性国际杂志（IJRNC） 领域主编 C. E. de Souza 教授及其合作者对“重要科学发现一”的评价为：“效仿 Xu and Lam (2005)关于线性状态时延系统的结果，本文提出的方法没有用到模型 变换或向量内积的上界，这与众多现存时延相关 Lyapunov-Krasovskii 泛函方法 形成鲜明对照。”（其中 Xu and Lam (2005)代表性论文 1）
推荐该项目为国家自然科学奖二等奖。
高会军（哈尔滨工业大学）： 随着网络化和信息化技术的快速发展，时延受到了人们越来越多的关注。时
延系统作为无穷维系统，在稳定性分析和反馈控制设计等方面存在很大的难度， 特别是减小时延相关的分析与设计条件的保守性问题，成为时延系统理论研究领 域的重要研究课题。
该项目围绕不同结构的时延系统，深入研究了时延相关稳定性、不同性能指 标约束下的鲁棒控制和滤波问题，取得了重要的研究突破：提出了减小时延相关 稳定性判据保守性的松弛变量方法，获得了具有较少决策变量的稳定性判据；创 新性地证明了若干重要的稳定性判据之间的等价关系，揭示了不同分析方法之间 的本质联系；创新性地提出了扩展耗散性概念，将多种重要的性能指标整合在了 一个框架之中，统一了基于不同性能指标约束的控制器和滤波器的设计结果，为 鲁棒控制理论体系的完善产生了积极的促进作用。
网络性能的分析与研究
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１Ｐ 、 类型包 类型 Ｐ 是对Ｉ 包类型的一种通用的声明。只要一个性 Ｐ 能参 数的值取决于对测量中 采用的包的类型， 那么参数的名 称一定要包含一个具体的类型声明。 ２标准形式的测量包 、 在定义一个网 络性能参数时， 默认测量中 应 使用的是标
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院教授 、 硕士生导师。湖 南长沙 ４ ０ ８ １０ ３
随着 Ｉ ｅ ｅ技术和网 ｎ ｒｔ ｔｎ 络业务的飞速发 用户对网 展， 络 资源的需求空前增长。 不断增加的网络用户和应用， 导致网
（ ） 二 网络性 能结 构模型：
络负担沉重， 络设 网 备超负荷 运转， 从而引起网络性能下降。 立体结构模型和水平结构模型。 １ 、 立体结构模型 因此， 发现网 络瓶颈， 优化网络配 并进一步发现网络中可 置， 能存在的潜在危险， 更加有效地进行网络性能管理， 提供网 Ｉ网络就其协议来说是一个层次化的网 因此， Ｉ Ｐ 络， 对 Ｐ 络服务质量的验证和控制， 服务 对 提供商的服务质量指标进 网络性能的研究也可以 按照一种自 上而下的方法进行。 可 行量化、 比较和验 就显得十分重要。 证， 以以 Ｉ层的性能为基础， 研究Ｉ 层不同性能与上层不同 Ｐ 来 Ｐ 网络 性 能测量 的概念 应用性能之间的映射关系。 （ ） 一 网络性 能的概 念 ２水平缚 、
量结 果不应有差异而对不同网络的测量结果则应出 现差异；
（ ） 量 包 一 测
性能参数必须有助于用户和运营商了解他们所使用或提供 网络性能测量中， 影响测量 结果的一个重要因素就是测 的 Ｉ网络性能； Ｐ 性能参 数必须 排除人为因素。 量数据包的类型。
ＩＴ 和 ＩＵ Ｔ Ｅ Ｆ Ｔ — 都各自 定义了一套性能参数。ＩＵ— Ｔ
湖南广播电视大学学报
基于事件触发策略的滑模控制器设计及其应用
中文摘要I摘 要实际工业控制过程中经常会存在各种不确定性成分或者外部干扰，这些情况会降低控制系统性能指标，更甚者会导致整个系统不能正常工作。
设计合适的控制策略来充分考虑这些因素的存在是学者们研究工作的重点。
滑模控制方法，自提出以来，便以其快速响应、结构简单及强鲁棒性等特点，获得了广泛的认可与飞速的发展。
除此之外，计算机的不断发展也加快了离散时间系统滑模控制的研究进展。
另一方面，随着计算机相关技术不断应用与发展，其中包括通信网络、通讯技术、信息处理等技术，越来越多的实际系统是经由网络实现控制的，针对网络控制系统的研究也取得了一些重大进展。
然而，在研究网络控制系统的相关技术时，需要充分考虑网络资源的有限性。
事件触发机制由于其能有效减少网络信号传送，节约网络资源，节省能耗等有利条件，已经成为很多学者的关注热点。
然而，将滑模控制方法和事件触发机制结合的研究几乎没有，很大的限制了滑模控制方法和事件触发机制的发展。
因此本论文基于滑模控制的研究进展，将事件触发机制引入到滑模控制中，进一步发展了滑模控制和事件触发的研究方法。
最后针对多能源电力系统，我们将上述控制策略推广到负荷频率控制中。
论文的研究内容如下：① 根据一般滑模控制方法，针对离散标量非线性切换系统，设计了一种带有标量非线性特性的滑模控制方法。
通过平均驻留时间等方法得到系统满足优化性能指标(加权H 性能)的稳定性条件，基于此条件设计了离散标量非线性切换系统的滑模控制器，并证明了所提出的控制器的有效性。
② 鉴于事件触发策略的突出优势，针对离散时间切换系统，研究了其基于事件触发滑模控制的设计方法。
通过时延系统分析方法，结合原系统模型得到带有时滞的滑动模态，再利用Lyapunov 稳定性分析方法，证明了所设计的事件触发滑模控制方法的可行性，并给出了所提出的事件触发滑模控制器的存在条件。
③ 针对多能源电力系统，将事件触发滑模控制方法的部分研究成果，应用到负荷频率控制上。
有关计算机网络路由的分析与探讨
有关计算机网络路由的分析与探讨摘要：21世纪是信息的时代，人们通过计算机网络来获取信息，浏览信息。
对于计算机网络路由的分析与研究利于人们更好的使用网络，利于网络的普及，此文就计算机网络路由进行分析与探讨，讨论与分析了路由算法、路由协议及路由器，并提出计算机网络路由技术的发展趋势。
关键词：计算机计算机网络路由技术中图分类号：tn915 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0004-01路由技术是计算机网络的关键技术，它是寻找将ip数据报从源主机传往目的主机的传输路径的过程，就好比一个人从出发地到目的地的路程选择。
如果路由技术不行，将影响信息的传播，计算机网络的目的也就失去了意义。
对于计算机网络技术的研究、发展和创新将对信息高速公路网络化和世界化的实现起到重要作用。
1 路由算法计算机与网络的发展及推广是计算机网络路由的出现背景，当用户在使用计算机和网络时必定会对信息传播的安全性、性能和稳定等提出要求，因而网络路由技术也就产生了。
路由算法指的是求解路由问题的方法与步骤，它的设计原则是最优化原则即选择最佳路径；简洁性原则即算法要简洁，这样可以减少软件的成本；坚固性原则即算法经历的时间久，可靠性强；快速收敛性原则，即当网络发生突发事件时，快速重新计算最佳路径的算法；灵活性原则，即该算法适合于各种网络环境。
随着路由技术的发展，路由算法层出不穷，但无论是怎样的算法，都是为了寻找出最合适的路径进行信息传递，从而提高服务质量，提高网络资源的整体利用率。
怎样决定最合适的路径？路由算法设计者根据不同的度量标准进行决定，从而设计出路由算法，复杂的路由算法采用的多种度量标准。
普遍的标准包括路径长度、时延、带宽、可靠性、通行成本、负载等。
路由算法可以分为非适应和自适应两种。
非适应算法指的是只按照某项原则选择路由，并不考虑当前的网络拓扑结构和流量问题。
自适应算法指的是依据当前的网络状态进行路由选择，将网络流量和拓扑结构考虑其中。
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网络控制系统论文：不确定性时延网络控制系统的分析与建
模研究
【中文摘要】本文对具有不确定性时延的网络进行建模分析,首
先简述了网络控制系统典型结构及基本问题,分析了具有不确定性网
络时延的组成与产生机理,及其对控制系统造成的影响。基于采样周
期不同将具有不确定性的网络时延分为短时延网络和长时延网络系
统,通过对线性时不变广义被控对象进行离散化,建立两种时延下的
离散模型。最后对具有不确定性网络时延和丢包的网络稳定性的进行
了理论研究和建模,通过鲁棒控制和最优控制方法分别设计了控制律,
使得具有不确定性时延的网络控制系统具有良好的稳定性。
【英文摘要】To model the uncertainty delay of the networked
control systems in this paper, the author sets forth the typical
structure and basic problems of network control system. The
element and the causes of the uncertainty network delay is
analyzed and its effects is estimated.Based on the sample
period, the network time delay could be divided into two parts:
the short delay network and the long time delay network system.
For constant linear object, the discrete model under two kinds
of delay is created.Finally the author deeply researches the
stability of uncertainty delay network and packet loss in the
network. Through the robust control and optimal control method,
the control rule is designed respectively. The experiment
result shows that network control system with uncertainty delay
has a good stability.
【关键词】网络控制系统 不确定性时延 建模 稳定性
【英文关键词】Network control system Uncertainty
delay Modeling Stability
【目录】不确定性时延网络控制系统的分析与建模研究摘要
5-6Abstract6第1章 绪论9-151.1 问题研
究的背景及意义9-101.2 网络控制系统发展及基本问题
10-121.2.1 网络控制系统的发展10-111.2.2 网络
控制系统中的基本问题11-121.3 国内外研究现状
12-141.4 本文主要工作14-15第2章 具有不确定性
网络时延的网络控制系统分析和建模理论基础15-242.1 网
络控制系统时延的产生与解决措施15-202.1.1 网络控制系
统时延的组成15-182.1.2 网络控制系统时延的解决方案
18-202.2 Lyapunov 意义下的稳定性定义20-212.3
不确定性网络时延概念与分类21-242.3.1 不确定性网络时
延的概念21-222.3.2 不确定性网络时延分类22-24
第3章 短时延特性的网络控制系统建模与分析24-343.1 具
有短时延特性的网络控制系统的建模理论24-293.1.1 基于
短时延控制器采用时间驱动的模型24-263.1.2 基于短时延
控制器采用事件驱动的模型26-293.2 短时延不确定性网络
控制系统建模分析29-303.3 基于短时延网络控制系统的求
解与整定30-34第4章 长时延特性的网络控制系统建模与分
析34-434.1 具有长时延特性的网络控制系统建模理论
34-384.1.1 基于长时延控制器采用时间驱动的模型
34-364.1.2 基于长时延控制器采用事件驱动的模型
36-384.2 长时延不确定网络控制系统建模与设计
38-414.2.1 问题重现和模型建立38-404.2.2 长时
延网络控制器的设计与求解40-414.3 仿真结果
41-43第5章 不确定性时延网络控制系统稳定性分析
43-495.1 具有丢包和时延的网络控制系统建模基础
43-445.2 基于丢包和时延网络控制系统分析与建模
44-455.3 网络控制系统指数稳定性45-475.4 仿真
结果47-49第6章 结论与展望49-50参考文献
50-53攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
53-54致谢54-55作者简介55-56详细摘要
56-65