多径路由通信下网络化控制系统的协同设计与分析

发布时间：2023-08-13 19:51

　　在网络化控制系统中,传感器、执行器和控制器分布在不同区域,并通过无线网络形成相应的控制回路。其中,多径路由的传输方式在网络化控制系统中普遍存在,但是,现有的研究中却较少涉及。事实上,多数数据通信网络均为多跳网络,即从源节点到目的节点的数据传输需经过多个中继节点,而通信网络往往采取动态的路由发现机制,这就使得从任一源节点到目的节点的传输路径不唯一,即所谓“多径路由”。从通信网络角度看,多径路由对网络的负载均衡、路由可靠性等方面有较大帮助。但是,多径路由的存在对网络化控制系统的设计和分析带来了新的机遇和挑战。一方面,可以通过新颖的设计充分利用多径路由的特性以提高网络化控制系统的数据传输效率,另一方面,对多径的调度、分配和优化等也需要新的解决方法。本文主要研究了多径路由通信下的网络化控制系统的协同设计问题。首先对多径路由网络化控制系统进行建模,从兼顾控制系统稳定性和有利于网络整体环境的角度出发,提出了多径路由调度算法和相关的控制器设计方法,不仅保证了系统的稳定性,并在考虑实时网络情况的前提下,实现了网络的优化。本文严格限制了网络的条件,未来将进一步放宽该限制,考虑在多径通信网络中使用竞争机制...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 网络化控制系统中时延和丢包的研究现状
        1.2.2 多径路由调度协议研究现状
        1.2.3 网络化控制系统协同设计研究现状
    1.3 相关理论和工具介绍
        1.3.1 马尔可夫跳变系统
        1.3.2 切换系统理论
        1.3.3 虚拟仪器仿真软件
    1.4 研究目的
    1.5 本文组织结构
第二章 多径路由网络化控制系统的建模和稳定性分析
    2.1 多径路由网络化控制系统时延建模
        2.1.1 多径路由网络时延与丢包模型的建立
        2.1.2 执行器端时延模型的建立
    2.2 系统的稳定性分析和控制器设计
        2.2.1 闭环系统的模型
        2.2.2 控制器设计
    2.3 数值仿真
    2.4 本章小结
第三章 多径路由网络化控制系统的路径调度与控制器协同设计
    3.1 问题描述
        3.1.1 闭环路径调度方案制器设计
        3.1.2 网络化控制系统建模
    3.2 稳定性分析
        3.2.1 系统的指数稳定性分析
        3.2.2 调度方案设计
    3.3 通信和控制的协同设计
    3.4 数值仿真
        3.4.1 MATLAB数值仿真
        3.4.2 LabVIEW虚拟仪器仿真
    3.5 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目及获奖情况
    4 发明专利
学位论文数据集



本文编号：3841833