本文關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)調(diào)度序列MRBS與控制協(xié)同設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同控制在實(shí)際應(yīng)用中十分常見(jiàn),例如,智能交通系統(tǒng)的車(chē)輛通信與控制,通過(guò)基站對(duì)多智能體(機(jī)器人,車(chē)輛,船舶、飛行器)的編隊(duì)控制以及無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)氣候、環(huán)境的監(jiān)測(cè)。然而由于網(wǎng)絡(luò)帶寬有限或通信能力限制在任意時(shí)刻,只允許多個(gè)子系統(tǒng)的中的一部分能夠同時(shí)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò),而其它的子系統(tǒng)只能等待。為了保證所有子系統(tǒng)的同時(shí)穩(wěn)定,需要在考慮控制器設(shè)計(jì)的同時(shí)考慮網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度策略的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)協(xié)同控制問(wèn)題的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,不難發(fā)現(xiàn),當(dāng)前文獻(xiàn)中提出的調(diào)度策略均是以數(shù)值形式實(shí)現(xiàn)的,需要根據(jù)系統(tǒng)的可調(diào)度條件或穩(wěn)定性條件通過(guò)大量繁瑣的計(jì)算得到,因此存在計(jì)算量大、不易得到可行解以及不靈活的問(wèn)題。據(jù)此,我們將具有解析形式二進(jìn)制序列MRBS (most regular binary sequence)作為子系統(tǒng)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度函數(shù),考慮了其與控制器的協(xié)同設(shè)計(jì)問(wèn)題,主要的研究工作如下：1.針對(duì)由調(diào)度序列MRBS引起的子系統(tǒng)非均勻采樣特性,給出了能夠保證子系統(tǒng)能控/能觀的調(diào)度序列MRBS(采樣序列)應(yīng)滿足的條件。提出了一種由調(diào)度序列MRBS產(chǎn)生的采樣間隔決定的分段定常的變?cè)鲆婵刂破鹘Y(jié)構(gòu),同時(shí),考慮了控制器增益與采樣間隔之間的異步切換問(wèn)題。綜合調(diào)度序列MRBS與控制器兩部分,建立調(diào)度序列與控制的協(xié)同設(shè)計(jì)算法。2.為有效節(jié)省通信能力有限的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源和控制器的計(jì)算資源,將以時(shí)間觸發(fā)機(jī)制的調(diào)度序列MRBS與事件觸發(fā)機(jī)制相結(jié)合從而形成一種混合的數(shù)據(jù)傳送策略。并建立了混合數(shù)據(jù)傳送策略與控制協(xié)同設(shè)計(jì)算法,可同時(shí)確定調(diào)度序列MRB S產(chǎn)生函數(shù)的參數(shù)、事件條件中的參數(shù)以及控制器的增益。在解決子系統(tǒng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的訪問(wèn)沖突的同時(shí)保證所有子系統(tǒng)的同時(shí)穩(wěn)定性。3.在考慮無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在的通信能力限制問(wèn)題的同時(shí)兼顧了存在的UDP型(User Datagram Protocol-type)和 TCP型(Transmission Control Protocol-type)兩種數(shù)據(jù)丟包情況。依據(jù)子系統(tǒng)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及在傳感器—控制器側(cè)以及控制器—執(zhí)行器側(cè)發(fā)生的數(shù)據(jù)丟包情況的不同,為子系統(tǒng)建立了具有多個(gè)子模式的切換系統(tǒng)模型。利用Lyapunov函數(shù)方法以及平均駐留時(shí)間技術(shù)得到了能夠保證子系統(tǒng)同時(shí)穩(wěn)定以及可調(diào)度的條件。通過(guò)提出的基于優(yōu)先級(jí)分配的調(diào)度規(guī)則,建立了調(diào)度序列MRBS與控制器協(xié)同設(shè)計(jì)的新算法。4.將提出的二進(jìn)制序列MRBS與控制的協(xié)同設(shè)計(jì)方法用于解決智能交通系統(tǒng)中的車(chē)輛通信調(diào)度與控制問(wèn)題,主要針對(duì)多個(gè)相互耦合的子系統(tǒng)的調(diào)度與控制的協(xié)同設(shè)計(jì)問(wèn)題。在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)通信能力限制以及存在任意數(shù)據(jù)丟包情況下,為車(chē)隊(duì)建立了相應(yīng)的模型。根據(jù)相關(guān)的穩(wěn)定性與可調(diào)度條件,為車(chē)隊(duì)建立了調(diào)度序列MRBS與控制的協(xié)同設(shè)計(jì)算法,能夠有效解決車(chē)輛進(jìn)入車(chē)載網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的沖突問(wèn)題的同時(shí)保證整個(gè)車(chē)隊(duì)的隊(duì)列穩(wěn)定性以及零穩(wěn)態(tài)誤差響應(yīng)。并通過(guò)Arduiono智能實(shí)驗(yàn)小車(chē)組成的車(chē)隊(duì)驗(yàn)證了算法的有效性及實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)通信能力限制 數(shù)據(jù)丟包 調(diào)度序列MRBS與控制協(xié)同設(shè)計(jì) 車(chē)隊(duì)控制
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-25
• 1.1 研究背景和意義12-14
• 1.2 網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-21
• 1.2.1 調(diào)度策略設(shè)計(jì)的研究14-17
• 1.2.2 控制器設(shè)計(jì)的研究17-20
• 1.2.3 調(diào)度與控制的協(xié)同設(shè)計(jì)研究20-21
• 1.3 本文的主要工作和內(nèi)容安排21-24
• 1.4 符號(hào)說(shuō)明24-25
• 第2章 網(wǎng)絡(luò)化多子系統(tǒng)調(diào)度序列與控制協(xié)同設(shè)計(jì)25-51
• 2.1 二進(jìn)制調(diào)度函數(shù)MRBS26-28
• 2.2 系統(tǒng)建模與控制目標(biāo)28-31
• 2.3 系統(tǒng)能控性/能觀性分析31-35
• 2.4 控制與調(diào)度協(xié)同設(shè)計(jì)35-44
• 2.4.1 單子系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析35-38
• 2.4.2 多子系統(tǒng)同時(shí)穩(wěn)定條件及可調(diào)度條件38-40
• 2.4.3 協(xié)同設(shè)計(jì)中的控制器求解40-44
• 2.5 仿真算例44-50
• 2.6 本章小結(jié)50-51
• 第3章 時(shí)間-事件觸發(fā)混合的傳送策略與控制的協(xié)同設(shè)計(jì)51-71
• 3.1 混合數(shù)據(jù)傳送策略的建立52-54
• 3.2 混合數(shù)據(jù)傳送策略下的系統(tǒng)建模54-56
• 3.3 子系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可調(diào)度性分析56-59
• 3.3.1 單子系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析56-58
• 3.3.2 多子系統(tǒng)的可調(diào)度性分析58-59
• 3.3 混合數(shù)據(jù)傳送策略與控制器的協(xié)同設(shè)計(jì)59-65
• 3.4 仿真算例65-70
• 3.5 本章小結(jié)70-71
• 第4章 調(diào)度與控制協(xié)同設(shè)計(jì)的新方法71-104
• 4.1 問(wèn)題描述72-76
• 4.1.1 子系統(tǒng)在任意數(shù)據(jù)丟包下的建模72-75
• 4.1.2 子系統(tǒng)的調(diào)度策略75-76
• 4.2 針對(duì)UDP-type型數(shù)據(jù)丟包的協(xié)同設(shè)計(jì)76-87
• 4.2.1 UDP-type型數(shù)據(jù)丟包的穩(wěn)定性分析76-78
• 4.2.2 多子系統(tǒng)同時(shí)穩(wěn)定與可調(diào)度條件78-83
• 4.2.3 協(xié)同設(shè)計(jì)算法83-87
• 4.3 TCP-type型數(shù)據(jù)丟包87-94
• 4.3.1 TCP-type型數(shù)據(jù)丟包下的系統(tǒng)建模87-89
• 4.3.2 TCP-type型數(shù)據(jù)丟包下的穩(wěn)定性分析89-91
• 4.3.3 調(diào)度與控制的協(xié)同設(shè)計(jì)91-94
• 4.4 仿真算例94-103
• 4.4.1 UDP-type型數(shù)據(jù)丟包下的仿真95-98
• 4.4.2 TCP-type型數(shù)據(jù)丟包下的仿真98-102
• 4.4.3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)102-103
• 4.5 本章小結(jié)103-104
• 第5章 智能交通系統(tǒng)中的車(chē)輛通信調(diào)度與控制的協(xié)同設(shè)計(jì)104-128
• 5.1 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)通信限制下的車(chē)隊(duì)建模105-110
• 5.1.1 單個(gè)車(chē)輛模型105-106
• 5.1.2 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)通信限制的影響106-109
• 5.1.3 車(chē)輛模型變換109-110
• 5.2 車(chē)載網(wǎng)絡(luò)調(diào)度與控制的協(xié)同設(shè)計(jì)110-118
• 5.2.1 車(chē)輛穩(wěn)定性分析110-113
• 5.2.2 車(chē)隊(duì)的同時(shí)穩(wěn)定性以及可調(diào)度性113-118
• 5.3 車(chē)隊(duì)調(diào)度序列與控制的協(xié)同設(shè)計(jì)算法118-121
• 5.3.1 車(chē)隊(duì)隊(duì)列穩(wěn)定性分析118-119
• 5.3.2 車(chē)隊(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)算法119-121
• 5.4 仿真實(shí)驗(yàn)121-127
• 5.4.1 Matlab仿真實(shí)驗(yàn)121-125
• 5.4.2 Arduino智能小車(chē)實(shí)驗(yàn)125-127
• 5.5 本章小結(jié)127-128
• 第6章 總結(jié)與展望128-130
• 參考文獻(xiàn)130-139
• 攻讀學(xué)位期間公完成的論文139-140
• 致謝140-141
• 作者簡(jiǎn)介141

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 康軍;戴冠中;;網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)綜合控制方法研究[J];控制與決策;2009年02期

2 游科友;謝立華;;網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的最新研究綜述[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2013年02期

3 金輝;郭戈;王寶鳳;馮宜偉;;控制與通信協(xié)同設(shè)計(jì)的新進(jìn)展[J];信息與控制;2008年06期

  本文關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)調(diào)度序列MRBS與控制協(xié)同設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：269209